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2021-05-18 09:42 |
如何计算Yb:YAG薄片激光器的热透镜和激光功率输出
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? u8Oo@xf0Fr Nj$h/P 目录 9q>rUoK^ 1. 运行LASCAD并定义泵浦光分布 1 N2\{h(*u 2. 用EFA定义边界条件 3 |5#iPw_wMY 3. 选项定义控制FEA 4 oh.8WlI 4. FEA结果显示 5 V^qkHm e 5. FEA结果抛物线拟合 6 4=7h1qex 6. 在模式中插入热透镜 7 } .'\IR 7. 激光功率输出计算 8 z-`-0@/A$ K&UTs$_cI 92=huV 1.运行LASCAD并定义泵浦光分布 ,n/^;. _1 运行LASCAD,从路径C:Program FilesLASCADTutorials中打开tutorial-3.lcd,用“shrink-stretch”工具拉伸模式图,直到看到黄色的热透镜形状。热透镜只有0.12mm,因此需要拉伸其长度。 LRKl3"M 选择主菜单“FEA-Parameter Input & FEA code”,打开“Crystal ,Pump Beam and Material Parameters ”窗口,该窗口有6个标签。“Models”标签显示了LASCAD提供的预定义模式,如图1所示。在这个教程中,模式Cylindrical rod with top hat 已经被勾选,该模式表示吸收泵浦光强分布在热透镜轴方向为近似平顶(也称为常数)分布。 "t:9jU ]hjA,p@Q
图1.定义泵浦棒 %G/j+Pf 选择’Pump Light’标签,如图2所示,该标签用于定义泵浦功率密度。在这个模式下,我们必须事先知道总的吸收泵浦功率。总的吸收功率为500W。垂直于薄片轴的泵浦功率用超高斯函数定义,如help=>Pump Light-Top Hat Pump Light Distribution in Axis Direction。光斑的大小等于分布半径。超高斯指数增大到一定程度后,截面分布接近平顶分布。可以点击“Show Pump Profile”来查看截面图。我们甚至可以从这个截面图中减去一定百分比被吸收的泵浦光功率。 +WB';D P=
nu&$;
图2.定义泵浦光 `;v>fTcy 2.用EFA定义边界条件 DY?;Z98P? ~#nbD-*# 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。 -|YDKcL =`fz#Mfd
图3.定义边界条件 ];hK5 在本次结构设计中不使用Doping & Mats 标签。 _p,1m[&M ;SVAar4r 3.选项定义控制FEA 9t o2V 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。 )&wJ | |