液体介质的循环流动为消除激光系统的热效应提供了有效途径,对改善激光系统的光束质量具有重要意义。根据液体介质的流场特性,结合Fluent6.53软件模拟计算,分析了抽运区介质流速、湍流强度与附面层厚度、温度扰动的关系及对激光热畸变的影响。增大抽运区介质流速能有效减小热畸变和附面层厚度; 在给定抽运条件下,采用光阑限孔的方法进一步减小热畸变,流速为20 m/s时的光程差(OPD)最大差值由10个波长下降到5个波长。

为解决无机液体激光系统的热效应问题,采用激光二极管双侧抽运横向流动的Nd3+:POCl3:ZrCl4溶液以很好地减小热效应,实现液体激光系统高功率高光束质量输出。建立了液体激光理论模型,分析了工作参量对系统能量转换效率与介质热效应的影响;模拟了系统在不同吸收系数和不同流速下的能量转换效率,远场光斑分布以及激光束亮度分布。模拟结果表明:采用二极管作为抽运源可以获得很高的能量转换效率,而且光束质量较好;在给定抽运体积和抽运强度为800 W/cm2时,介质的吸收系数位于2.5～3.0 cm-1,流速约

液体的可流动性为液体激光器热管理提供便利,研究液体流动状态对激光光束质量的影响对液体激光器研制具有一定的现实意义。采用Fluent软件,模拟了激光系统增益区液体介质横向流动状态。结果表明,介质流速较为均匀稳定,对于激光光束质量不会产生大的影响。实验测量了液体介质流速分别为0.48,1.51和5.39 L/min时,通过增益区的信标光(He-Ne光)相位分布,信标光的斯垂耳(Strehl)比为0.9964,0.9960及0.9936。在纵向均匀抽运条件下,粘性流动的非均匀性使得信标光的光束质量与理