6ctHL<^ 指南3 如何计算Yb:YAG薄片激光器的热透镜和激光功率输出? z Y$X|=f K> c8r8! 目录 *#9VC)Q 1. 运行LASCAD并定义泵浦光分布 1
'd|Q4RE+W 2. 用EFA定义边界条件 3
H1aV}KD 3. 选项定义控制FEA 4
d ,h~u{ 4. FEA结果显示 5
^8o_Iz)r, 5. FEA结果抛物线拟合 6
pDLu +}@ 6. 在模式中插入热透镜 7
hj[+d%YZY" 7. 激光功率输出计算 8
kX ~-g lM@<_=2 G\'u~B/w 1.运行LASCAD并定义泵浦光分布 ~zXG<}n 运行LASCAD,从路径C:Program FilesLASCADTutorials中打开tutorial-3.lcd,用“shrink-stretch”工具拉伸模式图,直到看到黄色的热透镜形状。热透镜只有0.12mm,因此需要拉伸其长度。
n"^/UQ|#j 选择主菜单“FEA-Parameter Input & FEA code”,打开“Crystal ,Pump Beam and Material Parameters ”窗口,该窗口有6个标签。“Models”标签显示了LASCAD提供的预定义模式,如图1所示。在这个
教程中,模式Cylindrical rod with top hat 已经被勾选,该模式表示吸收泵浦光强分布在热透镜轴方向为近似平顶(也称为常数)分布。
!=~s/{$PE 图1.定义泵浦棒 ~!a~C~_
+cPE4(d 选择’Pump Light’标签,如图2所示,该标签用于定义泵浦功率密度。在这个模式下,我们必须事先知道总的吸收泵浦功率。总的吸收功率为500W。垂直于薄片轴的泵浦功率用超高斯函数定义,如help=>Pump Light-Top Hat Pump Light Distribution in Axis Direction。光斑的大小等于分布半径。超高斯指数增大到一定程度后,截面分布接近平顶分布。可以点击“Show Pump Profile”来查看截面图。我们甚至可以从这个截面图中减去一定百分比被吸收的泵浦光功率。
)OW(T^>_'I 图2.定义泵浦光 =j'J
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8o8b'tW^ 2.用EFA定义边界条件 p=mCK@ E<X{72fb> 如图所示,选择“Boundaries”来定义边界条件。假设在(z=0)处的晶体面与固体接触时为常温,当然我们也可以勾选流体冷却。假设固体温度为293K。在3能级
系统中,我们一般都采用开氏温度。参考温度是用来计算晶体热畸变,对应于晶体的初始温度。
1Pw(.8P 图3.定义边界条件 ;~'cITL
vp )}/&/ 在本次
结构设计中不使用Doping & Mats 标签。
2A@Y&g(6T7 5 WN`8? 3.选项定义控制FEA \-$bo=s. 选择“FEA Options”,定义网格
参数,收敛判据和最大迭代次数。可以参考帮助手册查找更详细的信息。我们可以保持现有条目值不变。基于现有网格大小,推荐使用700MB RAM。要得到关于畸变的准确结果,现案例的结果非常小,我们可以将沿着x,y方向的网格降低到0.06,但是最低就需要1024MB RAM来得到这样精确的网格。
Z1)jRE2dl 图4.计算 :{TmR3.
3<e(@W}n-M 点击“Apply & Run FEA”开始FEA分析,弹出的Finite Element Analysis窗口显示当前运行的迭代次数。
i-:8TfI, L&!g33J&
4. FEA结果显示 v -|P_O&z