脉冲LD端面泵浦Nd:YAG晶体温场研究

摘要：

为解决脉冲激光二极管端面泵浦Nd：YAG晶体产生瞬态热效应的问题，对激光晶体内的温场分布进行了解析分析与定量计算。通过对脉冲激光二极管端面泵浦激光晶体工作特点分析，建立了端面绝热、周边恒温的晶体热模型，考虑到Nd：YAG晶体导热系数与其温度的函数关系，引入弦截法求解含时热传导方程，得出了变热传导系数方形Nd：YAG晶体时变温度场的一般解析表达式。定量分析了变热传导系数方形Nd：YAG晶体在不同超高斯阶次和光斑半径下内部温度场时变情况。计算结果表明：使用平均输出功率为60 W 的脉冲激光二极管端面泵浦掺钕离子质量分数1.0%的Nd：YAG 晶体，若入射的3阶超高斯光束泵浦光光斑半径为400μm，则晶体尺寸为4 mm×4 mm×8 mm的Nd：YAG晶体在达到准热平衡状态时的最高和最低温升分别为364 K和337 K。研究结果为正确计算Nd：YAG晶体温度场分布提供了方法，并对解决激光晶体热效应问题提供了理论依据。

关键词：激光器、瞬态热效应、Nd:YAG晶体、变热传导系数

分类号：TN248.1(光电子技术、激光技术)

资助基金：陕西省教育厅专项科研基金11JK0532

在线出版日期：2015-03-30（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：491-496