超连续谱激光器热效应分析
发布时间：2021-01-12 13:16
超连续谱激光器相对于传统的固体激光器而言,由于其较大的表面积与体积比,已经很大程度的降低了热效应,但是当泵浦光功率的进一步提高的时候以及对超连续谱激光器小型化的要求,热效应仍是制约超连续谱激光器向着高功率以及高光束质量发展的主要原因。本论文采用有限元数值模拟和实验观测相结合的方法,研究了超连续谱激光器的热效应问题,以及由热效应而对超连续谱激光器性能的影响,然后提出相应的补偿措施提升激光器的性能。主要研究结果如下:1.基于光线追迹原理,设计了高功率端面泵浦耦合模型,并通过光线追迹的结果作为介质热分析的生热源。建立三维瞬态的有限元模型,求解了介质的温度场、热应力分布以及应变。2.研究了热致断裂应力的评判标准与临界值的概念,基于统计学原理以及韦伯分布分析了介质尺寸、应力以及断裂可能三者的关系,并给出了提高激光介质的临界断裂应力的几点建议;研究了氟化物光子晶体光纤的断裂极限功率与吸收极限功率,指出了不同重复频率下的泵浦极限机制。3.分析和研究了端面形变以及有温度引起的折射率的变化对于超连续谱激光器光束质量的影响,分析了适合于超连续谱激光光束质量评价的方法,在此基础之上提出了利用球差校正板来对球...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过发射虚光子在两个电子之间散射的费曼图
图 2-3 非退化四波混频过程的能级图波混频过程的能级图如图 2-3 所示，最高能级可能是四波混频）或虚拟级别，远离谐振失谐。该图描述了混频相互作用。（f1，f2和 f3）在非线性介质中相互作用时，它们产波长（f4），产生第四光子。f2和 f3，非线性系统将产生123 f f f带来最具破坏性的信号。其性能计算公式为ijkijkf f f fk 互不相等。因为这些频率将接近其中一个输入频率入信号的计算结果，发现产生了 12 个干扰频率，其之一。请注意，位于原始输入频率的这三个频率通常
电子科技大学硕士学位论文在传输初期，由级联受激拉曼散射是光谱展宽主要原因。随后，连续谱由各级拉曼光谱在自相位调制和交叉相位调制的相互作用下展宽且合并而成。如果级联受激拉曼散射所产生的斯托克斯光靠近零色散波长，斯托克斯光的四波混频效应也会使得光谱展宽。在靠近零色散波长的正常群速色散区泵浦时，在初期起主要作用的是相位匹配的四波混频。随后，正常群速色散区的四波混频边带发生受激拉曼散射，使得反斯托克斯光的光谱展宽。若斯托克斯光处于反常群速色散区，诸多与孤子相关的效应会在光谱展宽时起关键作用。2.2 光线追迹原理光线追迹基于几何光学理论。光线由光源发射后,经过如下过程：透镜对于焦距的汇聚、空心导管壁的不断反射以及最后离开耦合系统到达激光介质。在此过程中，由光线的前一位置能够推导出后一反射点或折射点的位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液冷薄片构型激光器及其热管理技术[J]. 杨鹏,马仑,姜彦玲,李伟,聂荣志,赵朋飞,佘江波. 光子学报. 2016(03)
[2]基于光斑轮廓特征的激光光束质量简易评价方法[J]. 李晓明,沈学举,李刚,刘恂. 中国激光. 2015(05)
[3]使用超连续谱M2因子评价超连续谱光源光束质量[J]. 靳爱军,侯静,姜宗福. 中国激光. 2013(05)
[4]利用光束质量分析仪测量M2因子[J]. 黄林昊,廖学兵,赵海燕,彭磊. 红外与激光工程. 2012(08)
[5]钕玻璃的热致断裂及泵浦极限[J]. 王明哲,马文,张永亮,李明中,谭吉春,景峰. 强激光与粒子束. 2011(05)
[6]梯度掺杂Yb∶YAG重频激光器热管理研究[J]. 严雄伟,於海武,郑建刚,李明中,蒋新颖,段文涛,曹丁象,王明哲,单小童,张永亮. 物理学报. 2011(04)
[7]LD端面泵浦Nd:YVO4激光器热管理结构的研究[J]. 侯立群,樊仲维,王培峰,邱基斯,张正祥,王鹏,张晶. 红外与激光工程. 2011(03)
[8]碲化物微结构光纤应用于中红外超连续谱的产生[J]. 张斌,侯静,姜宗福. 红外与激光工程. 2011(02)
[9]高能激光光束质量通用评价标准的探讨[J]. 刘泽金,周朴,许晓军. 中国激光. 2009(04)
[10]大能量钕玻璃棒状激光器新型热管理技术[J]. 欧群飞,钟鸣,叶大华,林菊平,刘向东,刘文兵,夏惠军,黄燕琳,田国周,杜春蕾. 强激光与粒子束. 2007(01)
博士论文
[1]高功率固体激光器热管理新技术研究[D]. 王明哲.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]光泵浦外腔面发射激光器热管理的研究[D]. 房启鹏.重庆师范大学 2015
本文编号：2972919
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
通过发射虚光子在两个电子之间散射的费曼图
图 2-3 非退化四波混频过程的能级图波混频过程的能级图如图 2-3 所示，最高能级可能是四波混频）或虚拟级别，远离谐振失谐。该图描述了混频相互作用。（f1，f2和 f3）在非线性介质中相互作用时，它们产波长（f4），产生第四光子。f2和 f3，非线性系统将产生123 f f f带来最具破坏性的信号。其性能计算公式为ijkijkf f f fk 互不相等。因为这些频率将接近其中一个输入频率入信号的计算结果，发现产生了 12 个干扰频率，其之一。请注意，位于原始输入频率的这三个频率通常
电子科技大学硕士学位论文在传输初期，由级联受激拉曼散射是光谱展宽主要原因。随后，连续谱由各级拉曼光谱在自相位调制和交叉相位调制的相互作用下展宽且合并而成。如果级联受激拉曼散射所产生的斯托克斯光靠近零色散波长，斯托克斯光的四波混频效应也会使得光谱展宽。在靠近零色散波长的正常群速色散区泵浦时，在初期起主要作用的是相位匹配的四波混频。随后，正常群速色散区的四波混频边带发生受激拉曼散射，使得反斯托克斯光的光谱展宽。若斯托克斯光处于反常群速色散区，诸多与孤子相关的效应会在光谱展宽时起关键作用。2.2 光线追迹原理光线追迹基于几何光学理论。光线由光源发射后,经过如下过程：透镜对于焦距的汇聚、空心导管壁的不断反射以及最后离开耦合系统到达激光介质。在此过程中，由光线的前一位置能够推导出后一反射点或折射点的位置。
【参考文献】：
期刊论文
[1]液冷薄片构型激光器及其热管理技术[J]. 杨鹏,马仑,姜彦玲,李伟,聂荣志,赵朋飞,佘江波. 光子学报. 2016(03)
[2]基于光斑轮廓特征的激光光束质量简易评价方法[J]. 李晓明,沈学举,李刚,刘恂. 中国激光. 2015(05)
[3]使用超连续谱M2因子评价超连续谱光源光束质量[J]. 靳爱军,侯静,姜宗福. 中国激光. 2013(05)
[4]利用光束质量分析仪测量M2因子[J]. 黄林昊,廖学兵,赵海燕,彭磊. 红外与激光工程. 2012(08)
[5]钕玻璃的热致断裂及泵浦极限[J]. 王明哲,马文,张永亮,李明中,谭吉春,景峰. 强激光与粒子束. 2011(05)
[6]梯度掺杂Yb∶YAG重频激光器热管理研究[J]. 严雄伟,於海武,郑建刚,李明中,蒋新颖,段文涛,曹丁象,王明哲,单小童,张永亮. 物理学报. 2011(04)
[7]LD端面泵浦Nd:YVO4激光器热管理结构的研究[J]. 侯立群,樊仲维,王培峰,邱基斯,张正祥,王鹏,张晶. 红外与激光工程. 2011(03)
[8]碲化物微结构光纤应用于中红外超连续谱的产生[J]. 张斌,侯静,姜宗福. 红外与激光工程. 2011(02)
[9]高能激光光束质量通用评价标准的探讨[J]. 刘泽金,周朴,许晓军. 中国激光. 2009(04)
[10]大能量钕玻璃棒状激光器新型热管理技术[J]. 欧群飞,钟鸣,叶大华,林菊平,刘向东,刘文兵,夏惠军,黄燕琳,田国周,杜春蕾. 强激光与粒子束. 2007(01)
博士论文
[1]高功率固体激光器热管理新技术研究[D]. 王明哲.国防科学技术大学 2011
硕士论文
[1]光泵浦外腔面发射激光器热管理的研究[D]. 房启鹏.重庆师范大学 2015
本文编号：2972919
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