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熱結構分析

 

需要對雷射晶體進行熱和結構分析來計算熱透鏡效應

使用者友善的圖形使用者介面 (GUI) 允許靈活設計雷射晶體幾何形狀,如平板、斜面、圓柱體和金字塔,以及各種類型的冷卻。 
ASLD 包含快速且高精度的 3 維有限元素方法 (FEM)。它可以應用於很長或很薄的雷射晶體以及具有小泵浦半徑的小型泵浦光。有限元素求解器考慮了雷射晶體的頻率相關吸收,並允許設定泵浦光的光譜。
這也包括完整的 3 維時間動態分析(透過 FE),這是模擬脈衝泵浦光雷射的熱透鏡效應所必需的。在 YouTube 上觀看影片

輸出功率和光束品質分析

動態多模分析 DMA 根據光束半徑、泵浦/諧振器配置以及特殊光學元件(例如孔徑和高斯輸出耦合器)計算輸出功率和光束品質 (M2)。

DMA 方法允許基於有限體積離散網格計算雷射晶體中的粒子數反演。雷射的時間動態行為透過不同高階和低階高斯模式的速率方程式進行模擬。在 YouTube 上觀看影片

速率方程式系統

ASLD 可以基於一組任意速率方程式來模擬諧振器模式的動態行為。這包括共摻雜材料和各種離子間機制(如上轉換、能量轉移或交叉弛豫)的模擬。速率方程式儲存在材料資料庫中,使用者可以擴展該資料庫。使用者友善的 GUI 允許使用者透過添加離子機制和能階來設定單獨的速率方程式。

對任一組速率方程式的模擬可以準確地模擬諧振器模式的動態行為。此外,它使用戶能夠準確模擬雷射晶體中的熱透鏡效應。熱源可以使用離子間躍遷和粒子數來計算。ASLD 可以模擬增益介質如 Nd:YAG、Ho:YAG、Er:YAG、Er:glass 或 Tm、Ho:YAG 的雷射。此外,ASLD 速率方程式考慮了具有多能階、溫度相關的受激發射截面和重吸收的系統。 

雷射穩定性、光束半徑和參數分析

ASLD 分析固態雷射的穩定性,並根據諧振器配置和熱透鏡效應計算其光束半徑。此外,可以根據雷射光束偏振來計算雷射諧振器的穩定性。ASLD也模擬了影響雷射穩定性的主要因素。

此外,ASLD 還提供了參數分析工具,以優化雷射諧振腔的設計。可針對一系列輸入參數繪製雷射諧振腔的輸出功率、光束品質和穩定性圖:

• 泵浦光功率
• 泵浦頻移
• 輸出鏡的反射率

ASLD 能夠計算每個輸入參數變化的影響關於上述輸出數量。參數分析使用先進的演算法來最小化計算時間並節省諧振器最佳化成本。

超短脈衝放大器

ASLD 軟體套件類比擴大機的輸出功率和增益。總體反演是在三維有限體積網格上建模的。這樣可以準確計算幫浦配置對輸出功率的影響。以上有效地模擬了單遍和雙遍。此外,還可以模擬超短脈衝放大器和線性調頻脈衝放大器。

ASLD 考慮了增益引導、克爾透鏡效應和泵浦光分離等效應,從而提供了計算輸出功率的準確性。 光束傳播法 (FEM-BPM) 等方法用於模擬雷射放大器的光束形狀。此方法可以準確計算引導效果。包含光線追蹤以便以使用者友好的方式定義泵浦光。此外,ASLD 速率方程式考慮了三級和四級系統。 在 YouTube 上觀看影片

泵浦光分析

ASLD精確模擬了泵浦光對雷射輸出功率、光束品質和穩定性的影響。該模擬考慮了二極管和閃光燈的泵浦光光譜、偏振及其在雷射晶體內的頻率相關吸收。因此,可以相應地設計端部泵浦和側面泵浦的幾何形狀。在ASLD中,泵浦光可以用超高斯公式或光線追蹤方法來描述。ASLD 光線追蹤可以模擬泵浦光配置。考慮以下效應: 吸收、散射效應和光反射。
總之,最佳的泵浦光設計對於獲得高輸出功率和光束品質的雷射至關重要。 在 YouTube 上觀看影片

主動和被動 Q 開關

ASLD 能夠分析主動和被動 Q 開關輸出的脈衝能量、脈衝寬度、光束品質和脈衝頻率。

ASLD 還包括一個精確的演算法,可以解釋具有可飽和吸收器的被動 Q 開關的物理效應。為此目的,考慮了可飽和吸收體的物理特性,例如基態和激發態吸收截面。

 

諧振器中的模式競爭也可以透過低高斯模式和高高斯模式的動態模式分析來模擬。 在 YouTube 上觀看影片

   
   

 


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