基于边界对流传热的LD端面抽运圆柱形晶体的热效应

通过对激光二极管(LD)端面抽运棒状Nd:YAG晶体的热效应进行理论分析, 考虑晶体内部抽运光束分布及连续抽运过程中晶体周边与冷却液之间的对流传热, 建立了更为合理的边界条件, 得出更符合实际的晶体温度分布场, 同时计算了晶体半径以及晶体散热面积对热效应的影响。研究结果表明, 考虑边界对流传热后, 计算的晶体中心温度升高, 晶体边界温度也相应升高, 相应的晶体热焦距稍有增加; 减小晶体半径, 晶体中心与表面的温度差均减小, 热焦距增大, 晶体热效应降低; 增大晶体散热面积虽然降低晶体内部温度场, 但由于端面抽运的特点导致晶体中心附近温度变化率增加, 反而使热焦距减小, 加剧了晶体热效应。