固體熱容激光介質熱致效應及熱管理技術的研究
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高功率、高亮度激光有著極其重要的應用價值。固體熱容激光器以其獨特的運轉方式，有效避免了實時冷卻固體激光器中由于冷卻梯度造成的各種不良熱效應，有望成為實現電激勵、節能型、高平均功率、高亮度激光輸出的有效手段之一。 熱管理系統是熱容方式工作激光系統最關鍵的子模塊之一，如何有效管理并合理控制激光介質在周期性抽運負載作用下產生的廢熱，是一個亟待解決的新穎課題。本論文主要針對固體熱容激光器增益介質的瞬態熱致效應及熱管理系統的原理設計展開研究，主要貢獻或創新點如下： 1）、結合固體熱容激光器的技術特點，系統地分析了目前國內外關于固體熱容激光器（SSHCL）的最新技術進展及發展趨勢。基于SSHCL總體設計方案，對構成該激光系統的原理設計方案及其總體設計中的功率標定等問題進行了闡述。 2）、基于傳熱學理論，建立了固體熱容激光介質在抽運光熱作用下描述其內部熱分布的數學模型；借助有限元仿真軟件ANSYS，對幾種摻釹激光介質在熱容方式下的熱力學特性進行了數值模擬，重點對雙側對稱激光二極管陣列抽運摻釹釓鎵石榴石激光晶體（Nd:GGG）在熱容工作下的瞬態溫度場及應力場進行深入的研究，分析了多種復雜邊界條件下熱致效應對激光輸出特性的影響。總結出高功率全固態激光系統在熱容運轉方式下受熱負載的規律。