基于微通道热沉的片状激光放大器散热模拟及优化

摘要：

为实现片状结构高重复频率大能量激光放大器的高效热管理,采用有限元分析(FEA)方法,充分考虑增益介质内部非均匀热分布、微通道热沉中的流速、对流扩散等影响因素,引入流-热-固多物理场耦合数值分析模型,对激光放大器热沉进行分析优化,并基于优化结果探讨了不同流速下微通道热沉的散热冷却能力.模拟结果表明:当基底厚度Hb= 2 mm、单个微通道高度Hc= 4 mm和宽度Wc= 0.4 mm、两微通道的间距Ww= 0.3 mm时,微通道热沉冷却能力最强,热阻最小;微通道内冷却液流速过大会导致较大的流动压力损失;微通道热沉的平均等效换热系数可达50000 W/(m2·K).

关键词：激光器、微通道、片状激光放大器、非均匀温度分布、流-热-固耦合模型、数值仿真

所属期刊栏目：50

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;中国科学院重点部署项目;科工局民用航天技术预先研究项目

在线出版日期：2023-06-02（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：144-152