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摘要
为了解决大功率CO2激光器输出窗热效应问题,以解析分析为基础,研究了混合模式振荡下输出窗的温度场以及热形变分布情况。通过CO2激光器大功率运转时腔内振荡模分布特点的分析,给出了腔内混合模光束光强分布解析表达式。并依据输出窗工作特点分析,建立了热分析模型,利用热传导方程推导出了温度场的一般通解表达式,然后分析了腔内激光功率对输出窗温度场的影响。同时定量计算了不同材料输出窗的温度场以及热形变情况。研究结果表明:若CO2激光器腔内混合模光束功率为4500W,腰斑半径为450μm时,Zn Se窗的最高温升为53.9℃,最大热形变量为2.1μm。研究方法和所得结论具有普适性,可用于其他激光器腔内混合模式振荡状态下的热问题研究中。
