在LASCAD主菜單中點(diǎn)選“FEA-2D Data Profiles”，打開(kāi)2D Profiles & Parabolic Fit ，顯示FEA結(jié)果的二維曲線。默認(rèn)條件下顯示的是溫度分布。點(diǎn)選窗口右上角的下拉框，可以選擇晶體z軸方向不同位置處的二維曲線，該曲線與FEA離散點(diǎn)有關(guān)。同時(shí)，可以沿著z軸方向滾動(dòng)鼠標(biāo)，查看曲線特性。
5. FEA結(jié)果拋物線擬合
在2D Profiles & Parabolic Fit 窗口中點(diǎn)擊Refresh &Fit，進(jìn)行橫向折射率分布和變形擬合。擬合計(jì)算是沿著z軸分段計(jì)算的，由FEA離散化同時(shí)生成的�，F(xiàn)有的網(wǎng)格參數(shù)，已經(jīng)有10段生成。折射率分布的擬合曲線如圖6所示。
擬合曲線是在z=0.06mm處生成的。
圖6.拋物線擬合
在“Show Parab.Fit ”下拉菜單中點(diǎn)選Left face或者Right Face，可以看到端面處的擬合情況。端面處的擬合結(jié)果不夠精確，因?yàn)榛兒苄�，我們必須在x y軸方向設(shè)置更精確的網(wǎng)格和增加更多的迭代次數(shù)來(lái)獲得更精確的結(jié)果。但是，該設(shè)置對(duì)現(xiàn)有設(shè)計(jì)目標(biāo)的結(jié)果不是很重要，因?yàn)楹苄〉幕儙缀醪挥绊懠す饽Ｊ健?br />
6. 在模式中插入熱透鏡
按住ALT鍵同時(shí)點(diǎn)擊模式圖的元件0和元件1之間的區(qū)域以插入一個(gè)棒，這時(shí)模式涂上會(huì)出現(xiàn)一個(gè)黃色的元件，代表熱透鏡。元件0和元件1之間的距離也被調(diào)整為晶體的長(zhǎng)度。我們將模式圖中的熱透鏡拉伸至如圖7所示。
圖7.插入熱透鏡
7. 激光功率輸出計(jì)算
點(diǎn)擊主菜單Laser Power 打開(kāi)Laser Power Output ，如圖8所示。
圖8.功率計(jì)算
在本例中，采用薄片激光器普遍使用的Yb:YAG材料作為激光材料。該材料也叫做準(zhǔn)三能級(jí)材料，也就是說(shuō)低能級(jí)與基態(tài)能級(jí)系統(tǒng)的能級(jí)間隙很小。在計(jì)算激光功率輸出時(shí)，需要考慮低能級(jí)的激光輻射吸收。
圖9.材料定義
在“Crystal, Pump Beam, and Material Parameters”窗口中打開(kāi)“Material Parameters”標(biāo)簽，可以顯示Yb:YAG材料的參數(shù)，如圖10所示。在圖10中已勾選“3-level-laser-system”�？梢渣c(diǎn)選旁邊的“show material parameters for 3-level-systems”查看能級(jí)系統(tǒng)參數(shù)，如能級(jí)數(shù)，再吸收有效十字區(qū)域。
技術(shù)文件laser power.pdf中有關(guān)于激光功率輸出的理論和數(shù)學(xué)模型的講解。該技術(shù)文件可以從http://www.las-cad.com.cn/documentation.htm鏈接中下載，也可以在LASCAD安裝CD-ROM中找到。由于低能級(jí)系統(tǒng)的溫度依賴性，考慮當(dāng)?shù)販囟确植季秃苤匾�，即在FEA計(jì)算后得到的溫度分布。LASCAD3.6是第一個(gè)商業(yè)化的在三能級(jí)激光系統(tǒng)計(jì)算激光輸出功率時(shí)考慮全三維溫度分布的程序。
因?yàn)楸∑す馄鹘?jīng)常考慮多模運(yùn)算，因此在圖8中我們勾選了“Multimode Operation”。為了限制模式結(jié)構(gòu)的半徑，我們也勾選“Account for Apertures”工具箱。孔徑大小在“Parameters Field ”窗口的“Apertures”中定義，與泵spot的半徑近似相等。
選擇“Plot single point”，點(diǎn)選“Apply &plot”，計(jì)算500W吸收泵浦功率的激光輸出功率。
選擇性地，你可以選擇“Plot curve with ……grid points” ，采用預(yù)定義的20個(gè)網(wǎng)格點(diǎn)。這個(gè)計(jì)算會(huì)耗一定時(shí)間。后一個(gè)案例中，在定義X方向和Y方向的最小和最大的吸收泵浦功率分別為300W和500W。這個(gè)計(jì)算*臨界值和斜度效率，如圖8所示。
在“Laser Power Output” 窗口中選擇“Help-GUI”，或者參考LASCAD手冊(cè)里的額外信息。
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