在LASCAD主菜單中點(diǎn)選“FEA-2D Data Profiles”,打開2D Profiles & Parabolic Fit ,顯示FEA結(jié)果的二維曲線。默認(rèn)條件下顯示的是溫度分布。點(diǎn)選窗口右上角的下拉框,可以選擇晶體z軸方向不同位置處的二維曲線,該曲線與FEA離散點(diǎn)有關(guān)。同時(shí),可以沿著z軸方向滾動(dòng)鼠標(biāo),查看曲線特性。 5. FEA結(jié)果拋物線擬合 在2D Profiles & Parabolic Fit 窗口中點(diǎn)擊Refresh &Fit,進(jìn)行橫向折射率分布和變形擬合。擬合計(jì)算是沿著z軸分段計(jì)算的,由FEA離散化同時(shí)生成的。現(xiàn)有的網(wǎng)格參數(shù),已經(jīng)有10段生成。折射率分布的擬合曲線如圖6所示。擬合曲線是在z=0.06mm處生成的。 在“Show Parab.Fit ”下拉菜單中點(diǎn)選Left face或者Right Face,可以看到端面處的擬合情況。端面處的擬合結(jié)果不夠精確,因?yàn)榛兒苄。覀儽仨氃趚 y軸方向設(shè)置更精確的網(wǎng)格和增加更多的迭代次數(shù)來(lái)獲得更精確的結(jié)果。但是,該設(shè)置對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)目標(biāo)的結(jié)果不是很重要,因?yàn)楹苄〉幕儙缀醪挥绊懠す饽J健?/p> 6. 在模式中插入熱透鏡 按住ALT鍵同時(shí)點(diǎn)擊模式圖的元件0和元件1之間的區(qū)域以插入一個(gè)棒,這時(shí)模式涂上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黃色的元件,代表熱透鏡。元件0和元件1之間的距離也被調(diào)整為晶體的長(zhǎng)度。我們將模式圖中的熱透鏡拉伸至如圖7所示。 7. 激光功率輸出計(jì)算點(diǎn)擊主菜單Laser Power 打開Laser Power Output ,如圖8所示。 在本例中,采用薄片激光器普遍使用的Yb:YAG材料作為激光材料。該材料也叫做準(zhǔn)三能級(jí)材料,也就是說(shuō)低能級(jí)與基態(tài)能級(jí)系統(tǒng)的能級(jí)間隙很小。在計(jì)算激光功率輸出時(shí),需要考慮低能級(jí)的激光輻射吸收。 圖9.材料定義 圖10.三能級(jí)系統(tǒng)
在“Crystal, Pump Beam, and Material Parameters”窗口中打開“Material Parameters”標(biāo)簽,可以顯示Yb:YAG材料的參數(shù),如圖10所示。在圖10中已勾選“3-level-laser-system”。可以點(diǎn)選旁邊的“show material parameters for 3-level-systems”查看能級(jí)系統(tǒng)參數(shù),如能級(jí)數(shù),再吸收有效十字區(qū)域。技術(shù)文件laser power.pdf中有關(guān)于激光功率輸出的理論和數(shù)學(xué)模型的講解。該技術(shù)文件可以從http://www.las-cad.com.cn/documentation.htm鏈接中下載,也可以在LASCAD安裝CD-ROM中找到。由于低能級(jí)系統(tǒng)的溫度依賴性,考慮當(dāng)?shù)販囟确植季秃苤匾丛贔EA計(jì)算后得到的溫度分布。LASCAD3.6是第一個(gè)商業(yè)化的在三能級(jí)激光系統(tǒng)計(jì)算激光輸出功率時(shí)考慮全三維溫度分布的程序。 因?yàn)楸∑す馄鹘?jīng)常考慮多模運(yùn)算,因此在圖8中我們勾選了“Multimode Operation”。為了限制模式結(jié)構(gòu)的半徑,我們也勾選“Account for Apertures”工具箱。孔徑大小在“Parameters Field ”窗口的“Apertures”中定義,與泵spot的半徑近似相等。選擇“Plot single point”,點(diǎn)選“Apply &plot”,計(jì)算500W吸收泵浦功率的激光輸出功率。 選擇性地,你可以選擇“Plot curve with ……grid points” ,采用預(yù)定義的20個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。這個(gè)計(jì)算會(huì)耗一定時(shí)間。后一個(gè)案例中,在定義X方向和Y方向的最小和最大的吸收泵浦功率分別為300W和500W。這個(gè)計(jì)算*臨界值和斜度效率,如圖8所示。在“Laser Power Output” 窗口中選擇“Help-GUI”,或者參考LASCAD手冊(cè)里的額外信息。 |