采用解析法对Nd:YAG单晶光纤的温度场研究

发布时间：2021-10-24 13:44

　　采用解析法对Nd:YAG单晶光纤激光器热效应相关的光纤温度场分布进行研究。建立了Nd:YAG单晶光纤热模型,在单晶光纤所满足的边界条件下通过解析求解热传导方程,得到在高功率808 nm泵浦光抽运下产生946 nm激光的单晶光纤温度场分布,并与传统Nd∶YAG激光晶体的温度场进行比较,然后分别与同泵浦条件下的有限元数值方法的分析结果进行研究对比,最后分析泵浦光参数、单晶光纤参数等对温度场的影响。结果表明,功率为86 W的泵浦光入射至单晶光纤端面的最高温升仅为30.98℃,明显优于同泵浦条件下传统Nd∶YAG晶体的端面温升结果94.37℃,与有限元数值法得到的Nd:YAG单晶光纤19℃温升结果相比,该解析法结果更接近于实验的测量值31℃,能够更精确描述晶体光纤温度场。本文可对单晶光纤激光器热效应的精确研究提供一定参考,进而有利于提高单晶光纤激光器的性能。 

【文章来源】：中国光学. 2020,13(02)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

Nd∶YAG单晶光纤激光器结构示意图

为对比单晶光纤和传统光纤在热管理方面的差别,研究了在高功率泵浦光作用下,传统Nd∶YAG晶体的温度分布情况。采用具有相同参数的808 nm泵浦光作用于传统激光晶体,该晶体内部Nd3+掺杂浓度为0.2%。目前实际应用的传统晶体半径多在1.5 mm(圆棒)及以上,尺寸过小的晶体在高功率激光泵浦下易发生损坏。本文采用Φ3 mm晶体进行实验,分析其端面温升受泵浦光照射的影响,分析结果如图4所示。图3 Nd∶YAG单晶光纤端面温升

Nd∶YAG单晶光纤端面温升

【参考文献】：
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本文编号：3455388