ASLD功能介紹1熱透鏡分析小泵浦源的網(wǎng)格細(xì)化在某些激光器中，泵浦光源的光束尺寸相對(duì)于激光晶體而言非常小。在對(duì)這樣結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)進(jìn)行模擬分析時(shí)需要使用到局部自適應(yīng)的網(wǎng)格劃分方法來(lái)準(zhǔn)確反映系統(tǒng)參數(shù)。或者通過(guò)加大整體的網(wǎng)格數(shù)量來(lái)進(jìn)行模擬計(jì)算，但是這樣的方法不僅需要更多的計(jì)算時(shí)間，而且計(jì)算結(jié)果的準(zhǔn)確性也很難保證。ASLD所使用的是第一種方法,在激光晶體的中心部分加入一個(gè)進(jìn)行更精細(xì)劃分的網(wǎng)格區(qū)域來(lái)準(zhǔn)確包含模擬小泵浦源的激光系統(tǒng)。1.2快速有限元分析〈FEA)ASLD借鑒并使用了有限元分析的現(xiàn)代概念和算法。其中包含初始分析的計(jì)算方法和半粗化多重網(wǎng)格算法。初始分析及其相對(duì)應(yīng)使用的算法能夠保證ASLD在系統(tǒng)包含實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)FEA仿真并且包含

大量的有限元時(shí)依然能夠快速計(jì)算出仿真結(jié)果。半粗化多重網(wǎng)格算法能夠保證ASLD在對(duì)包含超長(zhǎng)激光晶體的系統(tǒng)仿真任務(wù)中更快的計(jì)算出所需的結(jié)果。1.3實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)熱透鏡效應(yīng)分析實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)熱透鏡效應(yīng)分析在對(duì)包含閃光燈泵浦和脈沖泵浦的激光器進(jìn)行仿真時(shí)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。該功能能夠仿真出閃光燈泵浦光源每次打開(kāi)和關(guān)閉的過(guò)程中晶體內(nèi)部的溫度和結(jié)構(gòu)變化以及使用脈沖泵浦時(shí)不同的脈沖周期對(duì)系統(tǒng)的影響。Maximmm.temperature^of^crystal0rMaximmm.temperature^of^crystal0r&2-嗣IMTHne[s]1.4FEA邊界條件ASLD包含的圖形化用戶界面能夠幫助用戶快速的設(shè)置FEA分析的邊界條件該功能允許用戶對(duì)激光晶體進(jìn)行多個(gè)部分的劃分并設(shè)置相應(yīng)的條件。例如下圖中所展示的就是利用該功能對(duì)激光晶體進(jìn)行不同部分的冷卻設(shè)置界面。1.5自動(dòng)拋物線擬合在進(jìn)行高斯模式分析的過(guò)程中通常需要對(duì)結(jié)構(gòu)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行多次拋物線擬合。通常這樣的工作需要設(shè)計(jì)人員手工完成，該逆過(guò)程較為繁瑣也容易出錯(cuò)。在ASLD中我們提供了針對(duì)結(jié)構(gòu)和溫度數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)擬合的功能，該功能簡(jiǎn)便易用，并且能夠在實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)有限元分析過(guò)程中起到重要的作用。

lertflwref'il^~￡mcrSh?BBanJlkIs.ra_vii?lertflwref'il^~￡mcrSh?BBanJlkIs.ra_vii?fnCduEl:Q1.82295i-amtirait.D1.BZ3J“Hbxaza如MltmvZe?如dlt0filnE-cfrwclsnFhriY-dr?uixifiraLana-ffradan[m|Q.tlEitrr(b.i5ri￥^-Ktjri[nri|■]■&25網(wǎng)reMfl(K曲■1.^17栢-S.Ulljfffii-rt.S"r-V-^.S?12M522.1動(dòng)態(tài)模式分析22.1可飽和吸收體Q開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)小型或緊湊型被動(dòng)Q開(kāi)關(guān)激光器時(shí)經(jīng)常會(huì)用到Cr4+摻雜的可飽和吸收體。ASLD能夠?qū)Π擃愋蚎開(kāi)關(guān)，使用脈沖泵浦的系統(tǒng)進(jìn)行仿真。2DViewer!3E一4!3E一4」曲>0us參odJ-Indqncl5e-D6le-051.5e-052e-05X5e-053e-053.5e-054e-05Tlme[s]GME高功率激光器的超高斯模式分析ASLD提供超高斯模式的基本結(jié)構(gòu)分析，能夠仿真得到高功率激光器的輸出功率和光束質(zhì)量。下圖展示了輸入功率2600W,脈沖能量0.1066J的激光器仿真設(shè)置圖。精確的連續(xù)波長(zhǎng)輸出功率計(jì)算在計(jì)算連續(xù)波長(zhǎng)輸出功率時(shí)一般需要引入一個(gè)時(shí)間相關(guān)的速率方程，該計(jì)算過(guò)程非常耗費(fèi)時(shí)間。而ASLD提供了一種快速算法，能夠在得到準(zhǔn)且結(jié)果的同時(shí)節(jié)省大量的時(shí)間。2.4腔內(nèi)倍頻我們?cè)谧钚碌腁SLD版本中加入了倍頻晶體的模擬。該功能允許用戶對(duì)KTP等晶體產(chǎn)生的二次諧波〈SHG）進(jìn)行分析。ASLD能夠分析激光腔體內(nèi)部二次諧波產(chǎn)生的激光光束能量。

insertelemenl*adUi?Uelementdinienslcinsr§3&izoomzoomy.邑筑178ER?o.oainsertelemenl*adUi?Uelementdinienslcinsr§3&izoomzoomy.邑筑178ER?o.oaas.g178lim2DVW和OytputpowBrKTPd一氣苛善dJmctpoQ2e054s056^05険060.0001Timers]QClose33.133.1光線追跡ASLD包含的光線追跡模塊能夠?qū)χC振腔泵浦光源結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真。該功能通過(guò)使用對(duì)隨機(jī)光線追跡的相關(guān)算法來(lái)仿真段面泵浦和側(cè)面泵浦的結(jié)構(gòu)。并且能夠?qū)ΧO管堆?；蚱渌麠l件形式的結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真。其中還包含參數(shù)分析功能，來(lái)研究泵浦波長(zhǎng)的偏移和系統(tǒng)輸出功率間的關(guān)系。FF■■—2i^e?on>y-"+■e+hhw#HifHrp^?jrr^nrii\FF■■—2i^e?on>y-"+■e+hhw#HifHrp^?jrr^nrii\I-III?'?'鬲3.2泵浦光譜激光器泵浦光源為一系列波長(zhǎng)組成的光譜。通常情況下，因?yàn)榧す饩w對(duì)某種特定波長(zhǎng)有較高的吸收尖峰，所以為了得到更精確的結(jié)果需要在仿真的過(guò)程中考慮到泵浦光源的光譜分布。ASLDK3*咖）3.3脈沖泵浦包含的模塊能夠仿真泵浦光源的光譜特性。理UMIUKA111JL9[niw]I曲ILK3*咖）3.3脈沖泵浦包含的模塊能夠仿真泵浦光源的光譜特性。理UMIUKA111JL9[niw]I曲IL■q激光器泵浦光一般情況下并不是連續(xù)的。例如閃光燈泵浦激光器的泵浦光源會(huì)隨著時(shí)間不斷的開(kāi)關(guān)以得到脈沖激光輸出。在這樣的情況下，激光晶體的熱效應(yīng)需要利用實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)有限元分析來(lái)仿真。ASLD允許用戶利用擴(kuò)展文件來(lái)對(duì)泵浦光的開(kāi)光狀況進(jìn)行定義。J0.1■2DVkviwrJ0.1■2DVkviwrMaxirnum_temperature_Qf_crystaI0.2參數(shù)分析ASLD內(nèi)置參數(shù)分析工具。該工具能夠幫助工程師對(duì)激光器的效率進(jìn)行優(yōu)化分析。參數(shù)分析功能能夠?qū)δ骋幌到y(tǒng)參數(shù)進(jìn)行多次仿真完成之后將多次仿真的結(jié)果在二維視圖中表示出來(lái)。目前ASLD包含以下三個(gè)行參數(shù)分析工具：輸入泵浦功率輸出鏡反射率泵浦光譜波長(zhǎng)偏移4.1參數(shù)分析：輸入泵浦功率輸入泵浦功率的提高會(huì)對(duì)激光器穩(wěn)定性、輸出功率、光束質(zhì)量造成影響。ASLD能夠?qū)υ搮?shù)進(jìn)行仿真并以2D圖的形式展示出來(lái)

4.2參數(shù)分析：輸出鏡反射率通過(guò)優(yōu)化輸出耦合鏡的反射率來(lái)得到系統(tǒng)的最大輸出功率Reflectivityofoutputmirror(rightmirror)versusP^utCW_RForm.ul*皿Reflectivityofoutputmirror(rightmirror)versusP^utCW_RForm.ul*皿50.9Q.95RellectlvItYoloutjmtn*lmw(rightimijriror)參數(shù)分析：泵浦光譜波長(zhǎng)偏移泵浦光源波長(zhǎng)偏移會(huì)影響系統(tǒng)溫度。ASLD能夠仿真波長(zhǎng)偏移對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性、輸出功率以及其它參數(shù)的影響。

slulftjpuiinp.siwttwnwavelenghthoflaserlight[nm]:dopington匚亡ntration[甲田:polarizationactivelasermaterial:1064.00aslulftjpuiinp.siwttwnwavelenghthoflaserlight[nm]:dopington匚亡ntration[甲田:polarizationactivelasermaterial:1064.00ax-polarization▼0.300Nd:YVO4a-cutchangelasermaterialASLD包含激光晶體的材料數(shù)據(jù)。并且用戶可以根據(jù)自己的需求隨時(shí)添加新的材料。本軟件所提供的圖形化用戶界面能夠允許用戶通過(guò)簡(jiǎn)單點(diǎn)擊鼠標(biāo)來(lái)添加新的材料。例如，激光晶體材料的特性受摻雜濃度的影響＜對(duì)泵浦光的吸收效率，最大摻雜濃度，自發(fā)衰變率，…)ASLD能夠在用戶改變摻雜濃度后自動(dòng)計(jì)算其它相關(guān)參數(shù)。!wserma館「舊:Hd:VVCi4a-cutNd:VAG!wserma館「舊:Hd:VVCi4a-cutNd:VAGNd:VVO4acutNd:TOG_ab凸pKtrumYbYAGNd:Gd\fO4■LaserMatenal■LaserMatenal|tiEnTBl-mediancai|basicphvbo|apflcaJ|rateeqjallon|erercryleveii|pumpMg|notes|spononecusdecayratei234i234iau{mtlAll0.C&5O.DS0J335doprngpercentagr[%J0.5123nirrteraf嗎-t□ertrdlrsteequarionpMTneltnfor1%cbprgdcqncdenary[sona^m^:1,2900E17_^j■stinuiaieddtbssdocrossssctiin[rnri^]:2,5000世E_1疔-y-j口uantunieffiocncy{ratrequotiCTi):l.ODOD|:GfeurlevelE^xteuithree漁胡Ej/sb=mnareofnewmat&iai:M:rvOA_a-cut簡(jiǎn)單友好的圖形化用戶界面ASLD使用了獨(dú)特的面向?qū)ο缶幊谈拍?，利用特殊的軟件將所有的算法和功能封裝在一個(gè)完整的軟件中。從而使ASLD相對(duì)于其它激光器