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一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器的温度场仿真与实验

龚梦帆 肖光宗 于旭东 张斌

龚梦帆, 肖光宗, 于旭东, 张斌. 一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器的温度场仿真与实验[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 505002-0505002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0505002
引用本文: 龚梦帆, 肖光宗, 于旭东, 张斌. 一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器的温度场仿真与实验[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 505002-0505002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0505002
Gong Mengfan, Xiao Guangzong, Yu Xudong, Zhang Bin. Temperature field simulation and experimental of orthogonal polarized He-Ne laser with integrated Y-shaped cavity[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 505002-0505002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0505002
Citation: Gong Mengfan, Xiao Guangzong, Yu Xudong, Zhang Bin. Temperature field simulation and experimental of orthogonal polarized He-Ne laser with integrated Y-shaped cavity[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 505002-0505002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0505002

一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器的温度场仿真与实验

doi: 10.3788/IRLA201645.0505002
基金项目: 

国家自然科学基金(61308058)

详细信息
    作者简介:

    龚梦帆(1991-),女,硕士生,主要从事新型激光器方面的研究。Email:happygmf@126.com;张斌(1970-),男,教授,硕士生导师,主要从事新型激光器方面的研究。Email:kd208zb@sina.com

    龚梦帆(1991-),女,硕士生,主要从事新型激光器方面的研究。Email:happygmf@126.com;张斌(1970-),男,教授,硕士生导师,主要从事新型激光器方面的研究。Email:kd208zb@sina.com

  • 中图分类号: TN248.2

Temperature field simulation and experimental of orthogonal polarized He-Ne laser with integrated Y-shaped cavity

  • 摘要: 为了研究一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器腔内温度场分布对其输出频差稳定性的影响,利用ANSYS有限元软件建立了该激光器的热力学模型。详细介绍了材料热参数的处理、激光器增益区热载荷的施加和换热系数的计算方法,通过仿真得到了该激光器腔体在稳态和瞬态情况下的温度场分布。采用红外热像仪设备拍摄得到腔体表面的实际温度值,与仿真结果对比,表明二者的温度值差异小于1%,建立的仿真模型准确可靠。激光器启动后,热量逐步从增益区向非增益区传导。当激光器温度分布稳定时,腔体存在明显的温度梯度分布,其中表面区域温度梯度最大;表面温度最高点位于阴极附近,最低点位于远离增益区的子腔体下表面。两子腔表面温度差值为0.05℃,引起的频差漂移为0.067 MHz。研究表明:激光器两子腔随时间变化产生的温度差值仍是制约激光器输出频差稳定性的主要因素,为下一步提高频差稳定性和优化激光器几何结构设计提供了指导。
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-10
  • 修回日期:  2015-11-15
  • 刊出日期:  2016-05-25

一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器的温度场仿真与实验

doi: 10.3788/IRLA201645.0505002
    作者简介:

    龚梦帆(1991-),女,硕士生,主要从事新型激光器方面的研究。Email:happygmf@126.com;张斌(1970-),男,教授,硕士生导师,主要从事新型激光器方面的研究。Email:kd208zb@sina.com

    龚梦帆(1991-),女,硕士生,主要从事新型激光器方面的研究。Email:happygmf@126.com;张斌(1970-),男,教授,硕士生导师,主要从事新型激光器方面的研究。Email:kd208zb@sina.com

基金项目:

国家自然科学基金(61308058)

  • 中图分类号: TN248.2

摘要: 为了研究一体化Y型腔正交偏振氦氖激光器腔内温度场分布对其输出频差稳定性的影响,利用ANSYS有限元软件建立了该激光器的热力学模型。详细介绍了材料热参数的处理、激光器增益区热载荷的施加和换热系数的计算方法,通过仿真得到了该激光器腔体在稳态和瞬态情况下的温度场分布。采用红外热像仪设备拍摄得到腔体表面的实际温度值,与仿真结果对比,表明二者的温度值差异小于1%,建立的仿真模型准确可靠。激光器启动后,热量逐步从增益区向非增益区传导。当激光器温度分布稳定时,腔体存在明显的温度梯度分布,其中表面区域温度梯度最大;表面温度最高点位于阴极附近,最低点位于远离增益区的子腔体下表面。两子腔表面温度差值为0.05℃,引起的频差漂移为0.067 MHz。研究表明:激光器两子腔随时间变化产生的温度差值仍是制约激光器输出频差稳定性的主要因素,为下一步提高频差稳定性和优化激光器几何结构设计提供了指导。

English Abstract

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