指南3 如何計(jì)算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出? 8ZzU^x
nFVbQa~ 目錄 "$4hv6 s 1. 運(yùn)行LASCAD并定義泵浦光分布 1
]X4RnV55Q 2. 用EFA定義邊界條件 3
\O,j}O' 3. 選項(xiàng)定義控制FEA 4
25w6KBTe;: 4. FEA結(jié)果顯示 5
AF
QnCl Of 5. FEA結(jié)果拋物線擬合 6
*X0K2| 6. 在模式中插入熱透鏡 7
uvNnW}G4 7. 激光功率輸出計(jì)算 8
"
gwm23Rpj :az!H"4W/ BD?F`%-x 1.運(yùn)行LASCAD并定義泵浦光分布 t2m ^ 運(yùn)行LASCAD,從路徑C:Program FilesLASCADTutorials中打開tutorial-3.lcd,用“shrink-stretch”工具拉伸模式圖,直到看到黃色的熱透鏡形狀。熱透鏡只有0.12mm,因此需要拉伸其長度。
%PSz o8.l 選擇主菜單“FEA-Parameter Input & FEA code”,打開“Crystal ,Pump Beam and Material Parameters ”窗口,該窗口有6個標(biāo)簽。“Models”標(biāo)簽顯示了LASCAD提供的預(yù)定義模式,如圖1所示。在這個
教程中,模式Cylindrical rod with top hat 已經(jīng)被勾選,該模式表示吸收泵浦光強(qiáng)分布在熱透鏡軸方向?yàn)榻破巾敚ㄒ卜Q為常數(shù))分布。
=7H.F:BBG 圖1.定義泵浦棒 ?|gGsm+
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6E 選擇’Pump Light’標(biāo)簽,如圖2所示,該標(biāo)簽用于定義泵浦功率密度。在這個模式下,我們必須事先知道總的吸收泵浦功率。總的吸收功率為500W。垂直于薄片軸的泵浦功率用超高斯函數(shù)定義,如help=>Pump Light-Top Hat Pump Light Distribution in Axis Direction。光斑的大小等于分布半徑。超高斯指數(shù)增大到一定程度后,截面分布接近平頂分布。可以點(diǎn)擊“Show Pump Profile”來查看截面圖。我們甚至可以從這個截面圖中減去一定百分比被吸收的泵浦光功率。
}.w#X 圖2.定義泵浦光 JO]`LF]
e(4bx5<* 2.用EFA定義邊界條件 OcLg3.:L ?Of{c,2 . 如圖所示,選擇“Boundaries”來定義邊界條件。假設(shè)在(z=0)處的晶體面與固體接觸時為常溫,當(dāng)然我們也可以勾選流體冷卻。假設(shè)固體溫度為293K。在3能級
系統(tǒng)中,我們一般都采用開氏溫度。參考溫度是用來計(jì)算晶體熱畸變,對應(yīng)于晶體的初始溫度。
lxr@[VQ 圖3.定義邊界條件 %y!
'aLPTVM^ 在本次
結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不使用Doping & Mats 標(biāo)簽。
k-;.0!D^ AW]("pt 3.選項(xiàng)定義控制FEA +D6-m 選擇“FEA Options”,定義網(wǎng)格
參數(shù),收斂判據(jù)和最大迭代次數(shù)。可以參考幫助手冊查找更詳細(xì)的信息。我們可以保持現(xiàn)有條目值不變。基于現(xiàn)有網(wǎng)格大小,推薦使用700MB RAM。要得到關(guān)于畸變的準(zhǔn)確結(jié)果,現(xiàn)案例的結(jié)果非常小,我們可以將沿著x,y方向的網(wǎng)格降低到0.06,但是最低就需要1024MB RAM來得到這樣精確的網(wǎng)格。
z[_R"+ 圖4.計(jì)算 k?z
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(0O`A~M3 點(diǎn)擊“Apply & Run FEA”開始FEA分析,彈出的Finite Element Analysis窗口顯示當(dāng)前運(yùn)行的迭代次數(shù)。
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