端面泵浦准三能级激光器的多物理场仿真研究

发布时间：2021-03-31 07:39

　　针对准三能级板条激光器报道了一种新的多物理场仿真模型。该模型基于泵浦光的吸收特性、热力学以及激光的增益特性,对传统的准三能级计算模型进行补充。模型考虑到激光的产生对增益介质内部物理场的影响,并基于多物理场之间的耦合关系给出一种新的收敛仿真方法。该模型适用于单端、双端泵浦的激光谐振腔与放大器。 

【文章来源】：激光与红外. 2020,50(01)北大核心CSCD

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

二维矩形板条结构示意图

实际工作状态下的板条介质内多个物理场之间互相耦合,模型建立的基础就是物理场之间的耦合关系。图2展示了部分物理场之间的耦合关系。通过耦合关系以及第2节的公式,我们可以搭建模型计算的流程图,如图3所示。图3 模型计算流程图

图2 多物理场耦合关系为对该模型进行分析,本文未对复杂的增益结构进行分析,如引言所说,复杂的结构仅需对相应的矩阵参数进行修改即可。下面对Gilbert L.等人给出的边缘泵浦Yb ∶YAG激光器模型[6]中的实验结构稍加修改,并以此为例对该模型进行说明。实验结构如图4,系统采用双端LD端面泵浦方式,泵浦光透过双色镜DM1,DM2入射到板条端面,双色镜的表面镀有940 nm增透膜以及1030 nm高反膜。增益介质为掺杂密度为2.2×1019/cm3的Yb ∶YAG晶体,晶体尺寸为8.5 mm(x)×2 mm(y)×30 mm(z)(宽×厚×长),增益介质的两大面焊接有金属热沉,通过水冷机对温度进行控制。M1和M2为谐振腔腔镜,其中M1为反射镜,镀有1030 nm的高反膜,M2为半透半反镜,输出的激光通过功率计进行接收。

【参考文献】：
期刊论文
[1]激光二极管端面抽运Nd:YAG表层增益板条激光器[J]. 刘洋,唐晓军,王喆,吴昌洁,赵鸿,周寿桓.  中国激光. 2016(10)
[2]传导冷却端面泵浦板条放大器波前畸变数值研究[J]. 刘亮,郭少锋,陆启生,许晓军,陈金宝,刘泽金.  强激光与粒子束. 2009(07)
[3]高平均功率全固态激光器[J]. 周寿桓,赵鸿,唐小军.  中国激光. 2009(07)
[4]高功率二极管角抽运Yb:YAG板条激光器[J]. 柳强,巩马理,陆富源,李晨,陈刚.  激光与光电子学进展. 2005(12)
[5]固体激光器中的热管理[J]. 周寿桓.  量子电子学报. 2005(04)

博士论文
[1]二极管非均匀泵浦板条激光器研究[D]. 付星.清华大学 2012
[2]传导冷却端面泵浦板条放大器热效应研究[D]. 刘亮.国防科学技术大学 2010



本文编号：3111064