P4. شبيه سازي بهبود اتلاف واقطبيدگي در ليزر اسلب Nd:YAG با استفاده از لايه نازك اينديوم در دمش 4/8 كيلو وات

Calculation of depolarization loss improvement in Nd:YAG slab laser by use of indium thin layer in 4.8 kw pump power

- در اين مقاله شبيه سازي توزيع توان جذب شده پمپاژ، دما، استرس و اتلاف ناشي از واقطبيدگي با استفاده از روش‌هاي محاسباتي پرتويابي و آناليز المان محدود(FEA) به صورت سه بعدي و تحت شرايط واقعي براي ليزر اسلب Nd:YAG در حالت پمپاژ از لبه در دمش 8/4 كيلو وات محاسبه گرديده است. براي تخليه هرچه بيشتر حرارت توليد شده در اين سيستم ليزري از خنك ساز ميكروكانال مسي در تماس مستقيم با سطح بزرگ اسلب استفاده شده است، اين تماس مستقيم باعث ايجاد تنش مضاعف و نتيجتاً افزايش اتلاف ناشي از واقطبيدگي شده و ممكن است در توان هاي بالا منجر به شكست كريستال Nd:YAG ‌شود. مطابق شبيه سازي هاي انجام شده نشان داديم كه با استفاده از لايه نازك اينديوم به ضخامت 200 ميكرومتر در بين سطوح خنك كننده ميكروكانال و كريستال، علاوه بر كاهش تنش و واقطبيدگي، حرارت توليد شده از پمپاژ نيز به خوبي به خنك كننده منتقل مي‌گردد. محاسبات نشان داد مقدار ميانگين اتلاف واقطبيدگي با استفاده از اينديوم از مقدار 4 به 14/0 درصد كاهش پيدا كرده است.

distribution of absorbed pump power, temperature, stress and depolarization loss of 4.8kW edge-pumped Nd:YAG slab laser has been investigated using 3D ray tracing and finite element analysis (FEA) in real circumstances. We used a microchannel cooling in contact with large face of slab in order to remove heat of absorbed pump power as much as possible. This direct contact increase stress and depolarization loss in the active medium and may cause breakdown in high power operation. In order to simulations by use of 200 micrometer indium between cooling and slab large surface, stress and depolarization loss have improved and also generated heat removes as before. With use of this layer, depolarization loss reduces from 4 to 0.14 percent.