一种片状增益介质包边法向热梯度的平衡方法

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	一种片状增益介质包边法向热梯度的平衡方法
其他题名	一种片状增益介质包边法向热梯度的平衡方法
	刘秋菊; 施翔春; 王建磊; 刘晶; 李磊; 陈汝风
	2018-09-28
专利权人	中国科学院上海光学精密机械研究所
公开日期	2018-09-28
授权国家	中国
专利类型	发明申请
摘要	本发明涉及大能量片状放大器在矩形光斑端面泵浦时，增益介质包边法向生热不均匀的方法。包括以下步骤：通过泵浦、增益介质参量计算泵浦热源函数；蒙特卡洛仿真ASE(自发辐射光放大)模型的构建；通过仿真得到包边区域法向热梯度的变化，采用热导率大于200W/(m·K)的金属垫圈接水冷的散热方式补偿法向热梯度导致的温度不均匀等问题，改善由于光程差导致的ASE能量不均匀在包边法向热梯度问题，能够在大能量激光实验中获得更好冷却效果和光束质量。
其他摘要	本发明涉及大能量片状放大器在矩形光斑端面泵浦时，增益介质包边法向生热不均匀的方法。包括以下步骤：通过泵浦、增益介质参量计算泵浦热源函数；蒙特卡洛仿真ASE(自发辐射光放大)模型的构建；通过仿真得到包边区域法向热梯度的变化，采用热导率大于200W/(m·K)的金属垫圈接水冷的散热方式补偿法向热梯度导致的温度不均匀等问题，改善由于光程差导致的ASE能量不均匀在包边法向热梯度问题，能够在大能量激光实验中获得更好冷却效果和光束质量。
主权项	一种片状增益介质包边法向热梯度的平衡方法，其特征在于：该方法包括步骤如下： ①搭建实验光路：包括激光二极管(1)、增益介质(2)、金属垫圈(3)、水冷接头(5)和水箱(6)；使激光二极管(1)水平出射的矩形光斑作为泵浦源，垂直入射到所述的增益介质(2)，该增益介质(2)的周缘固定有所述的金属垫圈(3)，该金属垫圈(3)经所述的水冷接头(5)与水箱(6)连通；所述的增益介质(2)是圆片状激光增益介质，用同质材料掺杂离子作为包边材料对增益介质做包边处理，形成包边层；所述的金属垫圈(3)为空心垫圈，该空心垫圈内径与增益介质(2)包边内径尺寸相同； ②以增益介质接收泵浦面一侧中心位置为原点，泵浦传播方向为z轴，泵浦光斑长边为x轴，短边为y轴作为坐标系，计算泵浦速率分布P，公式如下：式中：ι为泵浦脉宽，f为泵浦光重复频率，Pm为泵浦峰值功率，α为增益介质吸收系数，ω为泵浦光有效光斑半径，A为泵浦光斑面积，n为高斯光束的阶数；计算泵浦热源Q，公式如下： Q＝η*P；式中：η为增益介质生热系数； ③构建蒙特卡洛仿真ASE模型，仿真得到在泵浦期间包边生热分布； ④对包边生热分布求导，得出包边法向热梯度分布图。
申请日期	2018-01-31
专利号	CN108598852A
专利状态	申请中
申请号	CN201810098662.5
公开（公告）号	CN108598852A
IPC 分类号	H01S3/042 \| H01S3/04
专利代理人	张宁展
代理机构	上海恒慧知识产权代理事务所(特殊普通合伙)
文献类型	专利
条目标识符	http://ir.opt.ac.cn/handle/181661/56151
专题	半导体激光器专利数据库
作者单位	中国科学院上海光学精密机械研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	刘秋菊,施翔春,王建磊,等. 一种片状增益介质包边法向热梯度的平衡方法. CN108598852A[P]. 2018-09-28.

条目包含的文件
文件名称/大小	文献类型	版本类型	开放类型	使用许可
CN108598852A.PDF（402KB）	专利		开放获取	CC BY-NC-SA	请求全文