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作者：李昕阳;李隆;任嘉欣;贺政隆;石镨;宁江浩;张春玲;
单位：西安建筑科技大学理学院;西安建筑科技大学应用物理研究所;
摘要：为解决激光二极管端面泵浦Yb:YAG复合晶体引起的热效应问题，通过分析复合晶体工作特点，建立了多个以不同方式键合的周边冷却恒温、端面与空气热交换的有限元热模型。基于热传导理论，利用泊松方程对不同复合方式的Yb:YAG复合晶体的温度场、应力场与热形变场进行数值计算，并对不同复合方式的Yb:YAG复合晶体在激光二极管端面泵浦时的温度场和形变量进行对比。研究结果表明，若激光二极管泵浦功率为50 W,耦合到泵浦面的光斑半径为400μm,键合方式为单端键合、键合长度为0.5 mm、Yb:YAG纯晶的尺寸为3 mm×3 mm×6 mm、掺杂浓度为5.0%的Yd:YAG晶体端面的最高温升为57.01 K,最大应力为1.067×10~8 Pa,最大形变量为4.014×10~(-4) mm。研究结果为全固态Yb:YAG激光器设计时选取合适参数、构建激光器系统及维护激光器正常工作提供理论依据。
关键词：热效应;;端面泵浦;;Yb:YAG激光器;;温度场;;应力场
基金资助：国家自然科学基金(11705136)
