高功率横流CO2激光器谐振腔仿真研究

论文摘要

激光器应用领域的不断扩大促进了激光加工业的迅速发展，激光器产品的开发设计手段如何适应不断变化的市场需求是一个亟待解决的问题。作为激光器核心部件之一的谐振腔，直接影响到激光器输出功率的大小和质量等重要特性。在信息化、全球化的市场竞争中，利用现代先进制造技术，改造和提升激光器谐振腔的设计水平，可以缩短产品设计周期，提高产品质量，降低设计成本。因此，对高功率横流激光器谐振腔仿真研究具有重要的理论意义和实用价值。 本文结合虚拟样机技术，阐明了用仿真技术研究高功率横流CO2激光器谐振腔的必要性和可行性；针对高斯光束分布状态可直接反映出高功率横流CO2激光器的输出光束质量的特点，在分析高斯光束分布特点的基础上，采用Simulink工具，建立了高斯光束的分布仿真系统，并用该系统对2KW高功率横流CO2激光器谐振腔进行了仿真，得到了谐振腔内高斯光束模拟图；成功地将非线性有限元分析法应用于高功率横流CO2激光器谐振腔温度场的仿真；以2KW高功率横流CO2激光器谐振腔温度场的试验数据为基础，通过插值处理，得到了其温度场的分布曲线，验证了仿真结果的正确性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 2激光器谐振腔仿真研究的目的和意义'>1.1 高功率横流CO₂激光器谐振腔仿真研究的目的和意义
• 1.2 谐振腔设计技术的现状与发展
• 1.3 仿真技术及其相关技术的现状与发展
• 1.4 本文的主要工作和课题支撑
• 2激光器及其谐振腔的工作原理和特性'>第2章 高功率横流CO₂激光器及其谐振腔的工作原理和特性
• 2激光器的工作原理'>2.1 CO₂激光器的工作原理
• 2激光器的主要工作特性'>2.2 高功率横流CO₂激光器的主要工作特性
• 2.3 光学谐振腔工作的原理和特性
• 2.4 本章小结
• 2激光器谐振腔光强的仿真'>第3章 高功率横流CO₂激光器谐振腔光强的仿真
• 3.1 光强仿真系统创建
• 3.2 光强仿真系统参数的确定
• 3.3 光强仿真系统应用
• 3.4 本章小结
• 2激光器谐振腔温度场仿真'>第4章 高功率横流CO₂激光器谐振腔温度场仿真
• 4.1 光学谐振腔温度场分析方案
• 4.2 温度场有限元分析
• 4.3 数值分析校验
• 4.4 本章小结
• 第5章 总结与展望
• 5.1 全文总结
• 5.2 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 附录