固体激光器设计软件ASLD 功能解说①

       ASLD是一款高效易用的固体激光器谐振腔设计、优化仿真工具。它可以从泵浦系统模型到谐振腔模拟，以及系统内光学、机械、热效应和电场等物理特性之间的相互影响。
    ASLD在设计时就考虑到，目前也具有对连续波长和脉冲激光器的输出功率，多模分析以及光束质量的分析的功能。该软件也能够准确计算激光晶体内部的机械、光学以及热透镜效应。更进一步的，ASLD包含了强大而有效的算法来准确仿真分析系统谐振腔的稳定性和输出能量。
    ASLD所具有的图形化界面允许用户直接在泵浦腔或激光谐振腔内中插入元件，并通过相应的窗口来定义光学元件的结构和特性参数。并且，仿真数据可以通过相对应的窗口来进行调整。这样通过图形界面调整元件结构及参数的操作能够大大提高系统设计效率。


ASLD主界面

热透镜效应分析

       在进行热透镜效应分析时需要对激光晶体的结构及热效应进行分析。
ASLD整合了三维有限元求解器，它能够在对包含长条、薄片激光晶体，或者微小泵浦源的系统进行仿真时提供快速准确的分析结果。
    在ASLD中还包含了三维实时动态有限元分析功能。用户能够直接利用该功能查看脉冲泵浦系统中每次泵浦后热透镜效应的累积情况。
    ASLD所提供的图形化用户界面帮助用户简单快速的对系统参数进行更改，例如您可以通过鼠标点击晶体来更改结构、位置、冷却设置等等参数。

1 小泵浦源的网格细化
       在某些激光器中，泵浦光源的光束尺寸相对于激光晶体而言非常小。在对这样结构的系统进行模拟分析时需要使用到局部自适应的网格划分方法来准确反映系统参数。或者通过加大整体的网格数量来进行模拟计算，但是这样的方法不仅需要更多的计算时间，而且计算结果的准确性也很难保证。ASLD所使用的是第一种方法，在激光晶体的中心部分加入一个进行更精细划分的网格区域来准确包含模拟小泵浦源的激光系统。


2快速有限元分析（FEA）
        ASLD借鉴并使用了有限元分析的现代概念和算法。其中包含初始分析的计算方法和半粗化多重网格算法。初始分析及其相对应使用的算法能够保证ASLD在系统包含实时动态FEA仿真并且包含大量的有限元时依然能够快速计算出仿真结果。半粗化多重网格算法能够保证ASLD在对包含超长激光晶体的系统仿真任务中更快的计算出所需的结果。


3实时动态热透镜效应分析
    实时动态热透镜效应分析在对包含闪光灯泵浦和脉冲泵浦的激光器进行仿真时具有明显的优势。该功能能够仿真出闪光灯泵浦光源每次打开和关闭的过程中晶体内部的温度和结构变化以及使用脉冲泵浦时不同的脉冲周期对系统的影响。


4 FEA边界条件
    ASLD包含的图形化用户界面能够帮助用户快速的设置FEA分析的边界条件该功能允许用户对激光晶体进行多个部分的划分并设置相应的条件。例如下图中所展示的就是利用该功能对激光晶体进行不同部分的冷却设置界面。

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