中国激光, 2018, 45 (12): 1201004, 网络出版: 2019-05-09 复制并引用该论文  本文已被引 5 次  被引通知

图 & 表

图 1. 抽运源、激光、流场正交布局的直接液冷薄片激光构型

Fig. 1. Orthogonal layout of pumping source, laser, and flow field in direct-liquid-cooled thin-disk laser

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图 2. 在D2O冷却条件下,对流换热系数hc、平板微流道压降P与流速V的关系

Fig. 2. Convective heat transfer coefficient hc and pressure drop P versus flow velocity in micro-channel

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图 3. 最高生热率设计边界

Fig. 3. Design limit for maximum heat generation

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图 4. 增益介质退偏振后的s光分布

Fig. 4. s-polarization light distribution for gain medium after thermal depolarization

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图 5. 布儒斯特角偏离与单片损耗的关系

Fig. 5. Single disk loss versus Brewster angle deviation

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图 6. 热光效应引入的单片损耗

Fig. 6. Single disk loss introduced by thermo-optic effect

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图 7. 腔内往返损耗与片数的关系

Fig. 7. Round-trip loss versus number of disks

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图 8. 不同单片损耗下输出功率与薄片堆叠数量的优化关系

Fig. 8. Output power versus number of disks at different loss of single disks

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图 9. 输出功率与光-光转换效率

Fig. 9. Output power and optical-to-optical conversion efficiency

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图 10. 侧面抽运产生的热致像差

Fig. 10. Thermal aberration under side-pumping

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图 11. 腔内柱面离焦的影响与补偿

Fig. 11. Influence and compensation of intra-cavity cylindrical defocus

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图 12. 流场致热致倾斜及倾斜自补偿。(a)同向流动腔内像差分布;(b)倾斜自补偿结构示意图;(c)自补偿后腔内像差分布

Fig. 12. Thermal aberration caused by cooling flow field and tilt self-compensation. (a) Intra-cavity aberration distribution under same flow direction; (b) schematic of tilt self-compensation; (c) intra-cavity aberration distribution under opposite flow direction

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图 13. 像差的Legendre多项式展开

Fig. 13. Legendre polynomial expansion of phase aberration

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图 14. 液体吸收激光后导致的温度、fOPD的典型分布。(a)单流层液体的温度分布;(b) 20个流层引起的fOPD

Fig. 14. Typical distributions of temperature and fOPD due to laser absorption by liquid. (a) Temperature distribution of liquid with a single layer. (b) fOPD of liquid with 20 layers

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图 15. 液体吸收激光产热引起的fOPD对光束质量瞬态演化的影响

Fig. 15. Effect of fOPD due to laser absorption by liquid on transient variation of laser beam quality

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图 16. 直接液冷固体薄片激光器的实验装置。(a)设计示意图;(b)实验系统出光图

Fig. 16. Experiment device of direct-liquid-cooled thin-disk solid-state laser. (a) Design diagram; (b) output picture of the laser system

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图 17. 输出单脉冲能量和光-光转换效率

Fig. 17. Output single pulse energy and optical-to-optical conversion efficiency

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图 18. 不同抽运功率下装置的输出平均功率特征

Fig. 18. Average output power characteristics under different pumping powers

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表 1几种激光冷却液的主要物性参数

Table1. Main physical parameters for several laser cooling liquids

Parameter D2O Siloxane CCl4 Thermal conductivity /(W·m-1·K-1) 0.63 0.15 0.11 Specific heat /(J·K-1·kg-1) 4200 1160 866 Density /(kg·m-3) 1200 992 1595 Boiling point /K 373 422 393 Reflectiveindex 1.33 1.45 1.46 Viscosity at 293 K /(mPa·s) 1.00 28.00 0.97 Absorption coefficient@1064 nm /cm-1 0.016 0.010 0.005

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易家玉, 涂波, 曹海霞, 安向超, 廖原, 尚建力, 吴晶, 崔玲玲, 苏华, 阮旭, 高清松, 唐淳, 张凯. 高功率直接液冷固体薄片激光器的设计与实验[J]. 中国激光, 2018, 45(12): 1201004. Jiayu Yi, Bo Tu, Haixia Cao, Xiangchao An, Yuan Liao, Jianli Shang, Jing Wu, Lingling Cui, Hua Su, Xu Ruan, Qingsong Gao, Chun Tang, Kai Zhang. Design and Experiment on High-Power Direct-Liquid-Cooled Thin-Disk Solid-State Laser[J]. Chinese Journal of Lasers, 2018, 45(12): 1201004.