تحلیل ترمومکانیکی لیزرهای فیبری Yb:YAG تکهستهیی و چهارهستهیی تحت دمش طولی

هدف این نوشتار بررسی رفتار ترمومکانیکی یک فیبر لیزر تکغلافهی ایتربیم:یاگ (Yb:YAG) تحت دمش طولی پیوسته است. بدین منظور فیبر به دو صورت تکهستهیی و چهارهستهیی مدلسازی شده و در محیط نرمافزاری المان محدود شبیهسازی میشود. برای تعیین توزیع دما و تنش در بلور، به دلیل تقارن در بار حرارتی و هندسه، مدل یکچهارم به کار رفته است. از آنالیز میدانهای کوپلهی حرارت ـ سازه در محیط نرمافزاری بهره گرفته شده و ابتدا توزیع دما در بلور محاسبه و سپس میدان تنش در دو فیبر تکهستهیی و چهارهستهیی تعیین میشود. نتایج نشان میدهد که در یک توان مشخص، فیبر چهارهستهیی نسبت به فیبر تکهستهیی بیشینه تنش کوچکتری دارد و توان دمشی شکست آن به مراتب بزرگتر از فیبر تکهستهیی است. در نهایت، آثار حرارتی دمش شامل عدسی شدگی در دو بلور چهارهستهیی و تکهستهیی با هم مقایسه شده و نشان داده میشود که از نظر ترمومکانیکی فیبر چهارهستهیی عملکرد مناسبتری دارد.