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2022-10-18 08:28 |
如何计算Yb:YAG薄片激光器的热透镜和激光功率输出
]9YA~n\ 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? ^%f8JoB E)*ht;u 目录 sC3Vj(d!i 1. 运行LASCAD并定义泵浦光分布 1 .z#eYn%d 2. 用EFA定义边界条件 3 0nt@}\j 3. 选项定义控制FEA 4 \TP$2i%W 4. FEA结果显示 5 gv67+Mf 5. FEA结果抛物线拟合 6 { "]!zL 6. 在模式中插入热透镜 7 38w^="-T 7. 激光功率输出计算 8 yY#h1 _^_3>}y5op /r7xA}se^ 1.运行LASCAD并定义泵浦光分布 cSPQ
NYU: 运行LASCAD,从路径C:Program FilesLASCADTutorials中打开tutorial-3.lcd,用“shrink-stretch”工具拉伸模式图,直到看到黄色的热透镜形状。热透镜只有0.12mm,因此需要拉伸其长度。 T~3{$ 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。 j@4MV^F2c 图1.定义泵浦棒 Au2?f~#Fv 5UQ{qm*Q 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。 ;^N
lq3N 图2.定义泵浦光 N:lE{IvRJ Wc@
,#v 2.用EFA定义边界条件 $#rkvG_w `NtW+v 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。 c0o]O[ 图3.定义边界条件 GFFwk4n1 znrO~OK 在本次结构设计中不使用Doping & Mats 标签。 WWpMuB_G Tx}Nr^ 3.选项定义控制FEA N}#Rw2Vl 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。 LuySa2, 图4.计算 T`e`nQ0nn .2%t3ul[ 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。 ]$2 yV&V | |