水力入口段对流体直接冷却片状激光器热效应的影响

摘要：

流体直接冷却Nd:YAG片状激光器系统中,流体流经增益介质时存在水力入口段,使用Ansys仿真软件,讨论了不同水力入口段距离对流体热交换系数的影响,并在此基础上,将水力入口段距离进行分类,分析了水力入口段距离对热应力以及光束传输的影响;模拟了不同冷却液的冷却效果;研究了流体处于不同流动状态时,水力入口段距离与流体热交换系数的关系,以及水力入口段距离与增益介质温度分布的关系;得到了这种高功率激光器冷却系统中,最佳水力入口段距离的范围.结果表明:流体流经增益介质时,不同的水力入口段距离只是规律性地移动了流体的热交换系数曲线,因此,避开流体热交换系数曲线中变化较大的区域,即0~2.25 mm范围内的水力入口段距离,可实现介质内更小的温度梯度,同时降低热应力以及波前畸变,从而实现更好的冷却效果.

关键词：片状激光器、热交换系数、温度分布、应力分布、波前畸变、流体直接冷却

所属期刊栏目：29

分类号：TN248.1(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家自然科学基金项目61505129

在线出版日期：2017-07-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：21-28