激光介质温度场及应力场的流固耦合数值模拟

激光介质的热效应会导致固体激光器在工作过程中产生像差, 造成激光光束质量下降, 严重影响了固体激光器的发展与应用。以一种固体激光器用微通道双面冷却系统为研究对象, 建立其三维物理模型, 采用流固耦合方法模拟冷却系统的流场、温度场及介质应力场, 并考察了流动雷诺数与Nd∶YAG晶体薄片内部热流量对薄片热变形的影响。结果表明, 冷却系统内流场对薄片温度场及应力场的影响不可忽略; 薄片的最大Von Mises等效应力出现在边缘位置, 且随着雷诺数的增大而减小; 薄片的热变形因流动状态的变化而存在不同的分布形式; 热流量只对薄片热变形的程度有影响, 热流量越大, 薄片的热变形越大。