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激光晶体

抑制晶体热效应的主要方法

网络 来源:广东星之球2011-08-05 我要评论(0 )   

一、用光学补偿的方式减小热效应的影响 对于介质中温度分布不均匀形成的热透镜效应可以用修磨激光介质端面的方法加以抵消。但是用这种方法来抑制热效应具有一定的局限性...

一、用光学补偿的方式减小热效应的影响
      对于介质中温度分布不均匀形成的热透镜效应可以用修磨激光介质端面的方法加以抵消。但是用这种方法来抑制热效应具有一定的局限性。对于高功率固体激光器来说,可以采用自平衡热透镜补偿法。热应力双折射和退片效应也是热效应的两个重要方面,常用的方法是在激光介质于其邻近的另一块介质之间放置一个石英偏振旋转器,使沿棒的径向和切向偏振分量的光通过棒和光学元件后有相同的位相延迟。
二、合理的设计谐振腔参数
       热效应会随着泵浦功率、泵浦时间的增加而增大,谐振腔内的光斑的大小就会发生变化。在设计谐振腔时,要求介质内泵浦光斑与振荡光达到最佳的匹配。如果腔内光斑发生了变化,影响匹配的效果和会变化,转换效率越低,热效应也就越明显。因此,设计折叠式热不灵敏腔,可以在泵浦功率一定范围内解决热效应的问题。
三、选择性能优越的激光介质
      采用复合晶体,散热的效果会很好。例如,Nd:YV04复合晶体结Nd:YV04激光晶体与YV04晶体是扩散结合的。因为YV04晶体对泵浦光不产生任何吸收作用,因此Nd:YV04激光晶体产生的热传向YV04晶体,再通过冷却装置把热量散发掉。在相同的条件下激光器采用复合晶体比采用不复合晶体的光光转换效率提高了3倍,因此利用复合晶体可以很好的解决激光增益介质中的热负载问题。
四、从泵浦源入手减少热效应
       要求泵源的波长范围尽量全部落在激光介质的吸收带内,这样就可以有效地减少热效应的产生。脉冲泵浦与连续泵浦相比,能有效的抑制热效应,因为激光介质可以利用两个脉冲间隔来进行有效的散热。因此采用单次脉冲或低重复频率脉冲激光泵浦,由于有一个较长的热传导降温的过程,热效应就不会很明显。

五、采用先进的冷却装置
六、使用掺杂浓度低的激光晶体,降低晶体内的热负荷密度
七、晶体端面直接散热

      在传统的侧壁散热基础上采用金刚石薄片对晶体的抽运面进行散热,可以有效抑制晶体热效应对于输出功率的不良影响,特别适合用于解决大功率端面抽运固体激光器的散热问题。

 

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