摘要：基于能量均分方法,根據(jù)經(jīng)典熱傳導(dǎo)和熱彈性理論,建立了激光二極管端面抽運(yùn)梯度濃度摻雜棒狀激光介質(zhì)的數(shù)值模型,考慮到梯度濃度摻雜激光介質(zhì)端面與空氣的對流換熱和激光介質(zhì)材料的熱力學(xué)參數(shù)的溫度相關(guān)性,運(yùn)用有限元法,得出了單一濃度摻雜、2階階變梯度濃度摻雜、5階階變梯度濃度摻雜和理想梯度濃度摻雜四種摻雜結(jié)構(gòu)激光介質(zhì)內(nèi)吸收系數(shù)、抽運(yùn)光吸收功率、溫度、熱應(yīng)力和應(yīng)變的空間分布。結(jié)果表明,采用梯度濃度摻雜結(jié)構(gòu)可以大大提高激光介質(zhì)內(nèi)抽運(yùn)光吸收分布的均勻性,5階階變梯度濃度摻雜激光介質(zhì)的最高溫度、最大主拉應(yīng)力和最大主應(yīng)變分別為單一濃度摻雜激光介質(zhì)的42.6%、31.9%和28.1%,可見明顯減小了熱效應(yīng)的影響。理論分析結(jié)果可為激光二極管抽運(yùn)梯度濃度摻雜激光器的合理優(yōu)化設(shè)計(jì)提供數(shù)據(jù)理論支撐。
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