超連續(xù)譜激光器熱效應分析
發(fā)布時間：2021-01-12 13:16
超連續(xù)譜激光器相對于傳統(tǒng)的固體激光器而言,由于其較大的表面積與體積比,已經很大程度的降低了熱效應,但是當泵浦光功率的進一步提高的時候以及對超連續(xù)譜激光器小型化的要求,熱效應仍是制約超連續(xù)譜激光器向著高功率以及高光束質量發(fā)展的主要原因。本論文采用有限元數值模擬和實驗觀測相結合的方法,研究了超連續(xù)譜激光器的熱效應問題,以及由熱效應而對超連續(xù)譜激光器性能的影響,然后提出相應的補償措施提升激光器的性能。主要研究結果如下:1.基于光線追跡原理,設計了高功率端面泵浦耦合模型,并通過光線追跡的結果作為介質熱分析的生熱源。建立三維瞬態(tài)的有限元模型,求解了介質的溫度場、熱應力分布以及應變。2.研究了熱致斷裂應力的評判標準與臨界值的概念,基于統(tǒng)計學原理以及韋伯分布分析了介質尺寸、應力以及斷裂可能三者的關系,并給出了提高激光介質的臨界斷裂應力的幾點建議;研究了氟化物光子晶體光纖的斷裂極限功率與吸收極限功率,指出了不同重復頻率下的泵浦極限機制。3.分析和研究了端面形變以及有溫度引起的折射率的變化對于超連續(xù)譜激光器光束質量的影響,分析了適合于超連續(xù)譜激光光束質量評價的方法,在此基礎之上提出了利用球差校正板來對球...
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
通過發(fā)射虛光子在兩個電子之間散射的費曼圖
圖 2-3 非退化四波混頻過程的能級圖波混頻過程的能級圖如圖 2-3 所示，最高能級可能是四波混頻）或虛擬級別，遠離諧振失諧。該圖描述了混頻相互作用。（f1，f2和 f3）在非線性介質中相互作用時，它們產波長（f4），產生第四光子。f2和 f3，非線性系統(tǒng)將產生123 f f f帶來最具破壞性的信號。其性能計算公式為ijkijkf f f fk 互不相等。因為這些頻率將接近其中一個輸入頻率入信號的計算結果，發(fā)現產生了 12 個干擾頻率，其之一。請注意，位于原始輸入頻率的這三個頻率通常
電子科技大學碩士學位論文在傳輸初期，由級聯受激拉曼散射是光譜展寬主要原因。隨后，連續(xù)譜由各級拉曼光譜在自相位調制和交叉相位調制的相互作用下展寬且合并而成。如果級聯受激拉曼散射所產生的斯托克斯光靠近零色散波長，斯托克斯光的四波混頻效應也會使得光譜展寬。在靠近零色散波長的正常群速色散區(qū)泵浦時，在初期起主要作用的是相位匹配的四波混頻。隨后，正常群速色散區(qū)的四波混頻邊帶發(fā)生受激拉曼散射，使得反斯托克斯光的光譜展寬。若斯托克斯光處于反常群速色散區(qū)，諸多與孤子相關的效應會在光譜展寬時起關鍵作用。2.2 光線追跡原理光線追跡基于幾何光學理論。光線由光源發(fā)射后,經過如下過程：透鏡對于焦距的匯聚、空心導管壁的不斷反射以及最后離開耦合系統(tǒng)到達激光介質。在此過程中，由光線的前一位置能夠推導出后一反射點或折射點的位置。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]液冷薄片構型激光器及其熱管理技術[J]. 楊鵬,馬侖,姜彥玲,李偉,聶榮志,趙朋飛,佘江波. 光子學報. 2016(03)
[2]基于光斑輪廓特征的激光光束質量簡易評價方法[J]. 李曉明,沈學舉,李剛,劉恂. 中國激光. 2015(05)
[3]使用超連續(xù)譜M2因子評價超連續(xù)譜光源光束質量[J]. 靳愛軍,侯靜,姜宗福. 中國激光. 2013(05)
[4]利用光束質量分析儀測量M2因子[J]. 黃林昊,廖學兵,趙海燕,彭磊. 紅外與激光工程. 2012(08)
[5]釹玻璃的熱致斷裂及泵浦極限[J]. 王明哲,馬文,張永亮,李明中,譚吉春,景峰. 強激光與粒子束. 2011(05)
[6]梯度摻雜Yb∶YAG重頻激光器熱管理研究[J]. 嚴雄偉,於海武,鄭建剛,李明中,蔣新穎,段文濤,曹丁象,王明哲,單小童,張永亮. 物理學報. 2011(04)
[7]LD端面泵浦Nd:YVO4激光器熱管理結構的研究[J]. 侯立群,樊仲維,王培峰,邱基斯,張正祥,王鵬,張晶. 紅外與激光工程. 2011(03)
[8]碲化物微結構光纖應用于中紅外超連續(xù)譜的產生[J]. 張斌,侯靜,姜宗福. 紅外與激光工程. 2011(02)
[9]高能激光光束質量通用評價標準的探討[J]. 劉澤金,周樸,許曉軍. 中國激光. 2009(04)
[10]大能量釹玻璃棒狀激光器新型熱管理技術[J]. 歐群飛,鐘鳴,葉大華,林菊平,劉向東,劉文兵,夏惠軍,黃燕琳,田國周,杜春蕾. 強激光與粒子束. 2007(01)
博士論文
[1]高功率固體激光器熱管理新技術研究[D]. 王明哲.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]光泵浦外腔面發(fā)射激光器熱管理的研究[D]. 房啟鵬.重慶師范大學 2015
本文編號：2972919
【文章來源】：電子科技大學四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】：81 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
通過發(fā)射虛光子在兩個電子之間散射的費曼圖
圖 2-3 非退化四波混頻過程的能級圖波混頻過程的能級圖如圖 2-3 所示，最高能級可能是四波混頻）或虛擬級別，遠離諧振失諧。該圖描述了混頻相互作用。（f1，f2和 f3）在非線性介質中相互作用時，它們產波長（f4），產生第四光子。f2和 f3，非線性系統(tǒng)將產生123 f f f帶來最具破壞性的信號。其性能計算公式為ijkijkf f f fk 互不相等。因為這些頻率將接近其中一個輸入頻率入信號的計算結果，發(fā)現產生了 12 個干擾頻率，其之一。請注意，位于原始輸入頻率的這三個頻率通常
電子科技大學碩士學位論文在傳輸初期，由級聯受激拉曼散射是光譜展寬主要原因。隨后，連續(xù)譜由各級拉曼光譜在自相位調制和交叉相位調制的相互作用下展寬且合并而成。如果級聯受激拉曼散射所產生的斯托克斯光靠近零色散波長，斯托克斯光的四波混頻效應也會使得光譜展寬。在靠近零色散波長的正常群速色散區(qū)泵浦時，在初期起主要作用的是相位匹配的四波混頻。隨后，正常群速色散區(qū)的四波混頻邊帶發(fā)生受激拉曼散射，使得反斯托克斯光的光譜展寬。若斯托克斯光處于反常群速色散區(qū)，諸多與孤子相關的效應會在光譜展寬時起關鍵作用。2.2 光線追跡原理光線追跡基于幾何光學理論。光線由光源發(fā)射后,經過如下過程：透鏡對于焦距的匯聚、空心導管壁的不斷反射以及最后離開耦合系統(tǒng)到達激光介質。在此過程中，由光線的前一位置能夠推導出后一反射點或折射點的位置。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]液冷薄片構型激光器及其熱管理技術[J]. 楊鵬,馬侖,姜彥玲,李偉,聶榮志,趙朋飛,佘江波. 光子學報. 2016(03)
[2]基于光斑輪廓特征的激光光束質量簡易評價方法[J]. 李曉明,沈學舉,李剛,劉恂. 中國激光. 2015(05)
[3]使用超連續(xù)譜M2因子評價超連續(xù)譜光源光束質量[J]. 靳愛軍,侯靜,姜宗福. 中國激光. 2013(05)
[4]利用光束質量分析儀測量M2因子[J]. 黃林昊,廖學兵,趙海燕,彭磊. 紅外與激光工程. 2012(08)
[5]釹玻璃的熱致斷裂及泵浦極限[J]. 王明哲,馬文,張永亮,李明中,譚吉春,景峰. 強激光與粒子束. 2011(05)
[6]梯度摻雜Yb∶YAG重頻激光器熱管理研究[J]. 嚴雄偉,於海武,鄭建剛,李明中,蔣新穎,段文濤,曹丁象,王明哲,單小童,張永亮. 物理學報. 2011(04)
[7]LD端面泵浦Nd:YVO4激光器熱管理結構的研究[J]. 侯立群,樊仲維,王培峰,邱基斯,張正祥,王鵬,張晶. 紅外與激光工程. 2011(03)
[8]碲化物微結構光纖應用于中紅外超連續(xù)譜的產生[J]. 張斌,侯靜,姜宗福. 紅外與激光工程. 2011(02)
[9]高能激光光束質量通用評價標準的探討[J]. 劉澤金,周樸,許曉軍. 中國激光. 2009(04)
[10]大能量釹玻璃棒狀激光器新型熱管理技術[J]. 歐群飛,鐘鳴,葉大華,林菊平,劉向東,劉文兵,夏惠軍,黃燕琳,田國周,杜春蕾. 強激光與粒子束. 2007(01)
博士論文
[1]高功率固體激光器熱管理新技術研究[D]. 王明哲.國防科學技術大學 2011
碩士論文
[1]光泵浦外腔面發(fā)射激光器熱管理的研究[D]. 房啟鵬.重慶師范大學 2015
本文編號：2972919
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