半导体激光器具有良好的单色性、相干性、方向性和高强度,其应用越来越广泛。 但是半导体激光器也有其固定的缺点是其输出光束质量不好,这对其应用带来了很大的阻碍,这也是将它作为固体激光器的泵浦源的原因。
典型的激光二极管慢轴平面内的发散角约为8度,快轴平面内的发散角约为30度,为像散椭圆高斯光束。
本文讨论的是LD端面泵浦NdYAG激光器柱透镜耦合光学系统。 1耦合光学系统结构本文讨论两种耦合光学系统。 图1为对LD光束耦合的非球面微柱透镜光学耦合系统结构示意图。 需要指出的是将半导体激光光源看成是点光源进行设计。
利用几何光学的方法并利用ZEMAX光学设计软件进行设计模拟。 随着功率型LED的发展,结温是影响LED出光效率、器件寿命、可靠性的重要因素之一,优化LED封装工艺能有效地降低结温、提高LED的出光效率、增加LED的使用寿命,从而提高器件的可靠性。 同时,基于四种不同的封装结构,选取不同的封装材料,通过建模、仿真、比对分析,选择出最理想的封装材料,达到优化LED封装工艺的目的。 (3)在进行LED封装时要选取理想的封装结构、封装材料、固晶材料才能从整体上高效地降低LED的结温,从而达到提高LED器件可靠性的目的。 但长期以来,该材料的制备技术一直沿用粉末冶金工艺流程,其制备周期长,生产成本高,质量难以保证。 同时,由于陶瓷熔点高、盛装困难,且高温陶瓷凝固后形成粗大组织,很少有采用类似金属材料的熔融铸造工艺路线进行制备。 基于此,本研究在中科院理化技术研究所成功研制出Al2O3透明陶瓷等的基础上,利用热力学分析、动力学分析、实验及仿真模拟等理论及技术手段对超重力燃烧合成透明YAG陶瓷进行了深入的研究,并得出较好的研究成果,具体包括以下内容。
首先,本文在建立有关热力学数据库的基础上,根据热力学原理,使用VisualBasic语言编制了热力学数据计算系统,并对编程计算结果进行可靠性验证。
通过对不同体系自蔓延高温合成绝热温度的计算结果与分析和体系优选应遵循的原则,进行合成YAG陶瓷体系的优化选择。 结果显示,采用Al/NiO/Y2O3体系进行燃烧合成YAG陶瓷最为合适。 其次,通过静态下合成YAG试验研究表明:铝热剂原料粒度和压块密度会对压块的燃烧速度产生一定影响,这点与文献(宋月鹏,2009)结论相同。 超重力熔铸技术是将燃烧合成技术与超重力技术相结合,利用铝热燃烧合成体系的强放热获得超高温的陶瓷/金属混合熔体,并实现二者的彻底分离。 在超重力场中进行燃烧合成YAG陶瓷实验的研究结果显示,陶瓷体内金属颗粒的含量、气孔的多少和各种晶格缺陷与超重力的大小、熔体存在的时间密切相关,进而影响到YAG陶瓷的透明度。 ,利用ANSYS有限元分析软件,对超重力燃烧合成过程的温度场和应力场进行模拟,并结合实验结果验证模拟结果的可靠性。 通过对温度场有限元模拟结果结合绝热温度计算和试验数据,得出了重力系数对多相熔体分离及产物致密化的影响规律。 应力场的模拟结果显示压块的尺寸和质量对陶瓷的应力场有很大的影响,且热应力随温度的降低而降低。 ;为新世纪化学工业发展加速N;中国化工报;2002年张超 【摘要】:全固体激光器因其小型化、可靠性、高效性等优良性能广泛应用于医学、激光通讯、激光加工等领域。
由于泵浦光场和冷却液体的共同作用,直接导致激光工作物质内部形成温度梯度分布,进而产生热透镜、热应力双折射等热效应,严重制约着激光器的发展。 针对目前热效应方法中存在的假设条件过多化,模拟简单化,分析片面化等问题,文中通过建立热分析模型,利用ANSYS有限元法模拟LD侧面棒状NdYAG晶体内部温度,提出温度场均匀性判断方法,建立热应力双折射补偿方案,并通过实验给予验证。 主要研究内容如下 (1)依据LD侧面泵浦棒状NdYAG激光器的基础理论,开展激光器热效应的分析研究,建立热分析的物理模型和数学模型,运用MATLAB软件模拟NdYAG晶体内部光场分布。 (2)通过求解热源分布函数加载区域,运用ANSYS软件模拟NdYAG晶体特性参数,LD阵列特性参量以及冷却条件对激光器热效应的影响,创设性提出温度场分布均匀性判定方法,对相关分析模拟参量进行优化,给出了优化后晶体棒内温度分布模拟分析结果。 (3)依据热应力双折射补偿原理,设计了在激光头和输出镜之间放置λ/4波片进行热补偿的万法,通过搭建实验装置,对比输出激光功率和光斑,探究NdYAG晶体棒与λ/4波片摆放位置,获得了较好的热补偿效果。