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激光晶體

抑製晶體熱效應的主要方法

網絡 來源:廣東(dong) 星之球2011-08-05 我要評論(0 )   

一、用光學補償(chang) 的方式減小熱效應的影響 對於(yu) 介質中溫度分布不均勻形成的熱透鏡效應可以用修磨激光介質端麵的方法加以抵消。但是用這種方法來抑製熱效應具有一定的局限性...

一、用光學補償(chang) 的方式減小熱效應的影響
      對於(yu) 介質中溫度分布不均勻形成的熱透鏡效應可以用修磨激光介質端麵的方法加以抵消。但是用這種方法來抑製熱效應具有一定的局限性。對於(yu) 高功率固體(ti) 激光器來說,可以采用自平衡熱透鏡補償(chang) 法。熱應力雙折射和退片效應也是熱效應的兩(liang) 個(ge) 重要方麵,常用的方法是在激光介質於(yu) 其鄰近的另一塊介質之間放置一個(ge) 石英偏振旋轉器,使沿棒的徑向和切向偏振分量的光通過棒和光學元件後有相同的位相延遲。
二、合理的設計諧振腔參數
       熱效應會(hui) 隨著泵浦功率、泵浦時間的增加而增大,諧振腔內(nei) 的光斑的大小就會(hui) 發生變化。在設計諧振腔時,要求介質內(nei) 泵浦光斑與(yu) 振蕩光達到最佳的匹配。如果腔內(nei) 光斑發生了變化,影響匹配的效果和會(hui) 變化,轉換效率越低,熱效應也就越明顯。因此,設計折疊式熱不靈敏腔,可以在泵浦功率一定範圍內(nei) 解決(jue) 熱效應的問題。
三、選擇性能優(you) 越的激光介質
      采用複合晶體(ti) ,散熱的效果會(hui) 很好。例如,Nd:YV04複合晶體(ti) 結Nd:YV04激光晶體(ti) 與(yu) YV04晶體(ti) 是擴散結合的。因為(wei) YV04晶體(ti) 對泵浦光不產(chan) 生任何吸收作用,因此Nd:YV04激光晶體(ti) 產(chan) 生的熱傳(chuan) 向YV04晶體(ti) ,再通過冷卻裝置把熱量散發掉。在相同的條件下激光器采用複合晶體(ti) 比采用不複合晶體(ti) 的光光轉換效率提高了3倍,因此利用複合晶體(ti) 可以很好的解決(jue) 激光增益介質中的熱負載問題。
四、從(cong) 泵浦源入手減少熱效應
       要求泵源的波長範圍盡量全部落在激光介質的吸收帶內(nei) ,這樣就可以有效地減少熱效應的產(chan) 生。脈衝(chong) 泵浦與(yu) 連續泵浦相比,能有效的抑製熱效應,因為(wei) 激光介質可以利用兩(liang) 個(ge) 脈衝(chong) 間隔來進行有效的散熱。因此采用單次脈衝(chong) 或低重複頻率脈衝(chong) 激光泵浦,由於(yu) 有一個(ge) 較長的熱傳(chuan) 導降溫的過程,熱效應就不會(hui) 很明顯。

五、采用先進的冷卻裝置
六、使用摻雜濃度低的激光晶體(ti) ,降低晶體(ti) 內(nei) 的熱負荷密度
七、晶體(ti) 端麵直接散熱

      在傳(chuan) 統的側(ce) 壁散熱基礎上采用金剛石薄片對晶體(ti) 的抽運麵進行散熱,可以有效抑製晶體(ti) 熱效應對於(yu) 輸出功率的不良影響,特別適合用於(yu) 解決(jue) 大功率端麵抽運固體(ti) 激光器的散熱問題。

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