碟片激光器的設計與研究

2474220 2017-11-03 | rar | 0.33 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

　　文章介紹了當今流行的冷卻／散熱技術，并研究了現在碟片激光器增益晶體常用的直接或熱沉水沖擊冷卻的冷卻方案，進一步探討了激光器增益晶體如何才能更好地冷卻，從而為其承載更高功率密度的激光光斑打下基礎。在此基礎上將目前流行的一些散熱／冷卻技術運用于此方案中，以對此方案進行大幅度改進，并對改進后的方案進行仿真模擬，預計其可行性以及效果。最終綜合以上分析得出了一個較為理想的方案并說明了此方案的優勢。

　　碟片激光器近期主要研究成果有：輸出功率2kW，光束質量為2mm·mrad 的連續單碟片激光器；輸出功率8kW，光束質量為8mm·mrad的連續碟片激光器；平均功率1kW的光纖耦合高功率調Q碟片激光器。當碟片激光器泵浦區面積增大時，需要能夠承載更大發熱功率的冷卻設備以將增益介質保持在較低的溫度，否則溫度過高會導致光光效率降低，并且還會導致增益介質導熱系數下降，從而進入惡性循環。另外，還要將增益介質各向溫差梯度控制在一定范圍內，否則會由于熱脹冷縮造成增益介質內應力過大進而損壞。

　　在筆者研究中，將借鑒各領域新技術改進碟片激光器的冷卻方案，以實現較好的冷卻效果。

　　金剛石導熱：即以金剛石作為導熱材料，其技術亮點在于金剛石極高的導熱率（高達2300w／m·K）。該技術現已經進入商用階段（如圖1）。