旋转光束气体热效应的仿真分析

激光非均匀加热效应严重影响着激光能量的远距离传输。对于矩形平顶光束,在有轴向流存在的情况下,采用光束旋转的方式,借助商用的计算流体力学(CFD)软件Fluent,对激光在内通道中传输的气体热效应问题进行了仿真分析。仿真结果表明,激光束在横截面内的旋转,并不改变光场与气体耦合热效应到达稳态的时间。但是光束旋转效应使得光强非均匀分布带来的二阶像散项基本消失,光程差中只包含沿光轴方向对称的离焦项和球差项。而离焦项是便于校正的,因此光束旋转能够改善激光在内通道中的传输特性。