ترجمه مقاله آماده
Semianalytical thermal analysis on a Nd:YVO4 crystal
تجزیه تحلیل حرارتی بر روی کریستال Nd:YVO4
به صورت نیمه آنالیزی و نیمه تحلیلی
مجله و سال
Optical Society of America 2007
قیمت مقطوع 3 هزار تومان
لینک دانلود مستقیم مقاله لاتین
یک کار کلیدی در آنالیز و حل کردن مشکل اثرات حرارتی ،
محاسبه دقیق میدان درجه حرارتی و میدان انحراف حرارتی در داخل کریستال لیزری می باشد. کریستال لیزری
ناهمسانگرد همچون یک ایزوتروپیک در مطالعات نظری قبلی به منظور به دست آوردن راحت
توزیع میدان دمایی در کریستال به کار برده می شد. با این وجود چنین رفتارهایی ممکن
است یک خطای محاسباتی نسبتا بزرگی را ارائه و معرفی نماید. در این جا ما یک مدل
فیزیکی تحلیلی حرارتی که با شرایط واقعی کریستال لیزری ناهمسانگرد منطبق است، ایجاد
می کنیم. کارکرد ویژگی های یک کریستال لیزری 
دیود پمپی مستطیل شکل، تجزیه تحلیل شده است. که با فویل
ایندیوم نرم پیچیده شده و لبه ها سرد گشته است. براساس فرضیه تحلیل گرمایی به صورت نیمه
تحلیلی، بهترین دانش ما، برای حل مسئله انتقال حرارتی، معادله ای از کریستال
ناهمسانگرد منطبق شده است. یک راه حل عمومی و کلی از میدان دما در داخل کریستال و
میدان انحراف حرارتی بر روی صورت پمپ بدست
آمده است. و فاکتورهای موثر از توزیع میدان انحراف گرمایی در کریستال به صورت کمی
تحلیل شده است. نتایج این مقاله می تواند نظریه ای بر مینای حل مشکل اثرات حرارتی
در کریستال لیزری را فراهم آورده و کارکردهای لیزر را بهبود بخشد.
1- روش محاسبه میدان انحرافی گرمایی در یک کریستال لیزری
هنگامی که یک میدان دما پایدار است، انحراف حرارتی در کریستال با توجه به گسترش گرما شکل می گیرد. که به شدت می تواند بر کیفیت لیزر تاثیر بگذارد. از آنجا که دو وجه انتهایی کریستال فرض شده است که در تماس با هوا باشد، و محیط کریستال فویل نرم داخلی باشد، گسترش حرارت ازکریستال لیزر را می توان تقریبا تفکر کرد که آزاد می باشد.
راه حل زمینه گرمایی، میدان گرمایی بر مبنای صورت پمپ یک روش جدید برای حل معادله انتقال حرارت کریستال ناهمسانگرد ارائه کرد. تجزیه و تحلیل تئوری تفاوتی را بین نتیجه نظری این صفحه و نتیجه تجربی عکس 12 شناسایی می کند و اثر ناهمسانگرد پارامترهای حرارتی در زمینه کرنش حرارتی در کریستال تجزیه و تحلیل می کند.
Based on analytical theory of anisotropy, distributions of thermal distortion and temperature field within
a diode-end-pumped rectangular Nd:YVO4 laser crystal are investigated. A thermal model that matches
the actual working state of the laser crystal is established by analyzing the working characteristics of the
Nd:YVO4 laser crystal. A novel method, to the best of our knowledge, is adopted to solve the heat
conduction equation of the anisotropic medium. General solutions of the temperature field, thermal strain
field, and thermal distortion field of the Nd:YVO4 crystal are obtained. The effect of anisotropic thermal
parameters on the thermal strain field of the Nd:YVO4 laser crystal is also analyzed quantitatively.
Research results show that a maximum temperature rise of 244.9 °C and a maximum thermal distortion
of 1.99 m can be obtained in the center of the pump face when the Nd:YVO4 laser crystal doped with 0.5
at. % Nd3 is diode end pumped in the center of the front end face with 15 W output power. This method
can be applied to other thermal analyses of laser crystals and offers a theoretical basis to solve thermal
problems effectively in the laser system.
Diode-pumped solid-state lasers are compact, efficient,
and stable. Much research has been engaged in
the Nd:YVO4 crystal due to its excellent optical and
physical characteristics, and several kinds of laser
can be built based on the diode-pumped Nd:YVO4
crystal [1–3]. When pump light energy is absorbed by
a laser crystal, fluorescent light is produced, and
some of the pump light energy will be converted to
thermal energy; when the laser is in steady operation,
a stable field distribution of the temperature
gradient will be formed within the crystal, which can
cause thermal distortion on the end faces of the crystal.
Such a thermal effect can severely affect performances
of the diode-pumped Nd:YVO4 laser [4,5].
A key job in analyzing and solving the thermal
effect problem is to accurately calculate the temperature
field and thermal distortion field within the
laser crystal. The anisotropic laser crystal was treated as
an isotropic one in previous theoretical research in
order to conveniently obtain the distribution of the
temperature field within the crystal [6,7]. However,
such treatment may introduce a rather large calculation
error. Here we establish a thermal analytical
physics model that matches the actual conditions of
an anisotropic laser crystal. Working characteristics
of a diode-pumped rectangular Nd:YVO4 laser crystal
are analyzed, which is wrapped with soft indium foil
and edge cooled. On the basis of semianalytical thermal
analysis theory, a novel method, to the best of our
knowledge, is adopted to solve the heat conduction
equation of the anisotropic crystal. General solutions
of the temperature field within the crystal and the
thermal distortion field on the pump face are obtained,
and factors affecting the distribution of the
thermal distortion field in the crystal are analyzed
quantitatively. Results in this paper can provide a
theoretical basis for solving thermal effect problems
in the laser crystal and improve the performances of
the Nd:YVO4 laser.
2. Calculation Method of the Temperature Field in a
Laser Crystal
Experimental devices to diode end pump a laser crystal
include linear cavity [8] and folded cavity [9]. A
schematic of a Nd:YVO4KTP green laser with a
V-shaped folded cavity and three mirrors is shown in
Fig. 1.
