激光与红外

作者：李昕阳

单位：1.西安建筑科技大学 理学院,陕西 西安 710055；2.西安建筑科技大学 应用物理研究所,陕西 西安 710055；

关键词：固体激光器;热效应;Yb∶YAG晶体;温度场;热形变

基金：国家自然科学基金项目(No.11705136)资助。

为了解决激光二极管(Laser Diode,LD)端面泵浦的热容激光器在泵浦阶段会在晶体内部产生大量废热的问题,由LD端面泵浦激光晶体的工作特点,建立了泵浦阶段无冷却、端面与空气热交换的Yb∶YAG复合晶体热模型。基于热传导理论,使用有限元方法对Yb∶YAG复合晶体的温度场、应力场及热形变场进行了计算,定量分析了键合长度与键合方式对温度场及热形变场的影响。研究结果表明:若以泵浦功率为50W、泵浦光高斯半径为300μm的激光二极管对晶体尺寸为3mm×3mm×4mm、键合长度为1mm、键合方式为单端键合,且掺杂浓度为50 at%的Yb∶YAG复合晶体端面进行泵浦,且工作时长为2s,晶体内部场的最高温升为248℃、最大热形变量为59515μm、最大应力为370395×109N/m2。研究结果对激光二极管端面泵浦的Yb∶YAG热容激光器的设计提供了理论依据。

来源：2024年第12期

《激光与红外》期刊编辑部

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