熱容模式下Nd：GGG的溫度場和應(yīng)力場模擬及石榴石激光晶體導(dǎo)熱性能.pdf

1、材料的導(dǎo)熱特性是高能激光介質(zhì)的重要特性，同時(shí)激光工作物質(zhì)的溫度場及應(yīng)力分布是高能激光系統(tǒng)中所關(guān)心的問題。GGG系列激光晶體及YAG晶體是優(yōu)良的高能激光工作物質(zhì)，本文對它們導(dǎo)熱特性及其在LD泵浦下溫度場分布及應(yīng)力特性進(jìn)行了研究。
　　 采用瞬態(tài)脈沖法測量了生長的9種激光晶體的熱導(dǎo)率值，得到了273-393K溫度范圍內(nèi)其熱導(dǎo)率隨溫度變化的曲線，通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果的討論得到一些有價(jià)值的結(jié)果。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明熱導(dǎo)率隨溫度的倒數(shù)變化趨勢符合e指數(shù)變

2、化規(guī)律，這主要是由于在此溫度范圍內(nèi)，熱導(dǎo)率隨溫度變化主要受到聲子平均自由程變化的影響，聲子自由程與溫度的倒數(shù)呈e指數(shù)關(guān)系所致。YAG，GGG，GSGG中，晶格結(jié)構(gòu)組分和雜質(zhì)散射因素導(dǎo)致熱導(dǎo)率有很大的差異。
　　 研究了熱容模式下圓形、矩形LD陣列端面泵浦Nd∶GGG激光晶體圓盤的溫度場、應(yīng)力場分布。根據(jù)實(shí)際情況建立了物理模型，從熱傳導(dǎo)微分方程出發(fā)，通過格林函數(shù)法求得了激光器工作、冷卻階段晶體內(nèi)部溫度場的解析解。數(shù)值計(jì)算結(jié)果表明：