第四章 固体激光器(四、工作物质的热效应).ppt

1、4 固体激光工作物质的热效应,2,4.固体激光工作物质的热效应,4.1连续激光器的热效应4.2单次和重复率冲激光器的热效应4.3热效应的消除和补偿,3,热效应涉及的现象和理论,现象 温度猝灭 热应力 热致双折射 热透镜 理论 热弹理论 弹光理论 虎克定律 热传导理论,4,4.1连续激光器的热效应,4.1.1激光棒的热应力4.1.2激光棒的热应力双折射4.1.3激光棒的热透镜效应,5,4.1.1激光棒的热应力,应力：,应变：,虎克定律：,泊松比：,热膨胀,线膨胀系数,杨氏模量,6,4.1.2激光棒的热应力双折射,热耗散功率,应力,应变,光率体,折射率,双折射,热弹理论,温度分布,虎克定律,光弹效

2、应,7,4.1.3激光棒的热透镜效应,温度差引起的折射率变化,热应力引起的折射率变化,8,温度引起的折射率变化,Nd：YAG的折射率温度系数7.310-6-1,9,热应力引起的折射率变化,10,热透镜效应,热透镜效应系数：,热焦距：,11,4.2单次和重复率脉冲激光器的热效应,4.2.1单次脉冲激光器的热效应,12,单次脉冲泵浦时棒内温度的分布,13,温度分布与半径和时间的关系曲线,使用15cm长螺旋氙灯，注入11500焦耳，泵浦直径1cm，长7.5cm的钕玻璃棒,14,4.2.2重复频率脉冲激光器,15,热累积,16,4.3热效应的消除和补偿,4.3.1冷却与滤光4.3.2光学补偿4.3.3非圆柱工作物质,17,4.3.1冷却与滤光,一、冷却 液体冷却 气体冷却 传导冷却 二、滤光 滤光液 滤光玻璃,18,一、冷却液体冷却,19,液体冷却,20,气体冷却,21,传导冷却,22,二、滤光,全腔水冷,分别水冷,滤光玻璃：掺铈（Ce）、钐（Sm）石英玻璃，硒镉玻璃 滤光液：0.31%重铬酸钾，1%2%亚硝酸钠,23,4.3.2光学补偿,1、热透镜效应的补偿 修磨端面 热不灵敏腔 2、热应力双折射补偿 旋光 90度石英旋光片 波片,Porro棱镜,24,4.3.3非圆柱工作物质,1、板条激光器2、管状激光器3、片状激光放大器,25,3、片状激光放大器,26,3、片状激光放大器,