成人女人看片免费视频放人_亚洲色精品三区二区一区_欧美亚洲国产精品久久_成人无遮挡裸免费视频在线观看_97SE亚洲国产综合在线_精品久久久久久777米琪桃花_天天躁日日躁很很很躁_色噜噜狠狠一区二区三区果冻_国产免费久久精品国产传媒_67194成是人免费无码

切換到寬版
  • 廣告投放
  • 稿件投遞
  • 繁體中文
    • 100閱讀
    • 0回復(fù)

    [技術(shù)]如何計(jì)算Yb:YAG薄片激光器的熱透鏡和激光功率輸出 [復(fù)制鏈接]

    上一主題 下一主題
    離線infotek
     
    發(fā)帖
    6293
    光幣
    25610
    光券
    0
    只看樓主 正序閱讀 樓主  發(fā)表于: 09-28

    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?

    目錄

    1. 運(yùn)行LASCAD并定義泵浦光分布 1

    2. 用EFA定義邊界條件 3

    3. 選項(xiàng)定義控制FEA 4

    4. FEA結(jié)果顯示 5

    5. FEA結(jié)果拋物線擬合 6

    6. 在模式中插入熱透鏡 7

    7. 激光功率輸出計(jì)算 8

    1.運(yùn)行LASCAD并定義泵浦光分布

    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(zhǎng)度。

    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(gè)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(gè)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。

    圖1.定義泵浦棒

    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(gè)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(lái)查看截面圖。我們甚至可以從這個(gè)截面圖中減去一定百分比被吸收的泵浦光功率。

    圖2.定義泵浦光

    2.用EFA定義邊界條件

    如圖所示,選擇“Boundaries”來(lái)定義邊界條件。假設(shè)在(z=0)處的晶體面與固體接觸時(shí)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(jí)系統(tǒng)中,我們一般都采用開氏溫度。參考溫度是用來(lái)計(jì)算晶體熱畸變,對(duì)應(yīng)于晶體的初始溫度。

    圖3.定義邊界條件

    在本次結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中不使用Doping & Mats 標(biāo)簽。

    3.選項(xiàng)定義控制FEA

    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(cè)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(lái)得到這樣精確的網(wǎng)格。

    圖4.計(jì)算

    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)。

    4. FEA結(jié)果顯示

    FEA計(jì)算完成之后,點(diǎn)擊LASCAD 主菜單中“FEA-3D Visualizer” ,顯示熱負(fù)載分布,溫度分布,變形和壓力結(jié)果。圖5顯示了未冷卻處理的腔端面處的溫度分布。

    圖5.溫度分布

    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。

    圖6.拋物線擬合

    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。

    圖7.插入熱透鏡

    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。

    圖8.功率計(jì)算

    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。

     
    分享到
    宣汉县| 芜湖市| 兴隆县| 庆云县| 郁南县| 定远县| 麻栗坡县| 丽江市| 广安市| 霍城县| 彭州市| 阳泉市| 安阳县| 富阳市| 宣化县| 铁岭市| 大姚县| 马龙县| 布尔津县| 迁安市| 深泽县| 马关县| 安康市| 西藏| 太白县| 青阳县| 彭州市| 和龙市| 岳西县| 平昌县| 汽车| 新昌县| 汝阳县| 靖安县| 清徐县| 梓潼县| 新安县| 图们市| 麻栗坡县| 鄂温| 大丰市|