高功率激光谱合成系统中热效应的分析

作者：阴素芹; 陈立功谱合成体布拉格光栅热效应光束质量

摘要：建立了基于体布拉格光栅实现高功率光纤激光器谱合成的物理模型,考虑强激光照射在体布拉格光栅上,部分能量被体布拉格光栅所吸收,光能在体光栅内部转化为热能,从而导致光栅发生形变。用有限元方法仿真了不同功率高功率激光导致的体布拉格光栅的温度场和应变场的分布,在此基础上将体光栅进行分片处理后,采用有限差分Crank-Nicholson和稀疏矩阵方法,通过反复迭代求解波动方程,数值计算了5束光纤激光经不同形变的体布拉格光栅谱合成后合成光束的光强分布和光束质量M^2因子。研究结果表明,高功率激光引起的体布拉格光栅表面的热形变不仅会导致合成光束的光强降低并发生畸变,而且还会使光束质量M2因子变得越来越大,光束质量变差。

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