采用解析法對Nd:YAG單晶光纖激光器熱效應(yīng)相關(guān)的光纖溫度場分布進(jìn)行研究。建立了Nd:YAG單晶光纖熱模型,在單晶光纖所滿足的邊界條件下通過解析求解熱傳導(dǎo)方程,得到在高功率808 nm泵浦光抽運(yùn)下產(chǎn)生946 nm激光的單晶光纖溫度場分布,并與傳統(tǒng)Nd∶YAG激光晶體的溫度場進(jìn)行比較,然后分別與同泵浦條件下的有限元數(shù)值方法的分析結(jié)果進(jìn)行研究對比,最后分析泵浦光參數(shù)、單晶光纖參數(shù)等對溫度場的影響。結(jié)果表明,功率為86 W的泵浦光入射至單晶光纖端面的最高溫升僅為30.98℃,明顯優(yōu)于同泵浦條件下傳統(tǒng)Nd∶YAG晶體的端面溫升結(jié)果94.37℃,與有限元數(shù)值法得到的Nd:YAG單晶光纖19℃溫升結(jié)果相比,該解析法結(jié)果更接近于實驗的測量值31℃,能夠更精確描述晶體光纖溫度場。本文可對單晶光纖激光器熱效應(yīng)的精確研究提供一定參考,進(jìn)而有利于提高單晶光纖激光器的性能。 

【文章來源】：中國光學(xué). 2020,13(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：8 頁

【部分圖文】：

Nd∶YAG單晶光纖激光器結(jié)構(gòu)示意圖

為對比單晶光纖和傳統(tǒng)光纖在熱管理方面的差別,研究了在高功率泵浦光作用下,傳統(tǒng)Nd∶YAG晶體的溫度分布情況。采用具有相同參數(shù)的808 nm泵浦光作用于傳統(tǒng)激光晶體,該晶體內(nèi)部Nd3+摻雜濃度為0.2%。目前實際應(yīng)用的傳統(tǒng)晶體半徑多在1.5 mm(圓棒)及以上,尺寸過小的晶體在高功率激光泵浦下易發(fā)生損壞。本文采用Φ3 mm晶體進(jìn)行實驗,分析其端面溫升受泵浦光照射的影響,分析結(jié)果如圖4所示。圖3 Nd∶YAG單晶光纖端面溫升

Nd∶YAG單晶光纖端面溫升

【參考文獻(xiàn)】：
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