碟片激光器增益模块的热分析及焊接工艺

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1、分类号学号M201272037学校代码10487密级硕士学位论文碟片激光器增益模块的热分析及焊接工艺学位申请人：伍士杰学科专业：光学工程指导教师：王海林副教授答辩日期：2014.5.19万方数据ADissertationSubmittedinPartialFulfillmentoftheRequirementsfortheDegreeofMasterofEngineeringThethermalanalysisandweldingtechnologyofdisklasergainmoduleCand

2、idate:WuShijieMajor:OpticalEngineeringSupervisor:AssociateProf.WangHailinHuazhongUniversityofScience&TechnologyWuhan430074,P.R.ChinaMay,2014万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，

3、均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权华中科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。保密□，在年解密后适用本授权书。本论文属于不保密□。（请在以上方框内打“√”）学位论文作者签名：指导教师签名：

4、日期：年月日日期：年月日万方数据华中科技大学硕士学位论文摘要随着高功率碟片激光器的发展，碟片激光器增益模块的设计和封装受到越来越多的关注。碟片激光器的增益模块以其独特的结构解决了传统固体激光器存在的热效应问题，实现了高平均功率、高峰值功率和高转换效率的激光输出。然而，更高的输出功率受到碟片激光器增益模块的设计和封装技术制约着。因此，展开对碟片增益模块的热分析和封装技术的研究来提高碟片激光器的输出功率是必要的。本论文首先导出了碟片晶体对泵浦光的吸收效率，建立了激光晶体的数学模型，并推导了碟片晶体的温度

5、分布方程、应力和应变分布方程，对激光晶体的温度、应力和应变有了初步认识。借助有限元法分析了碟片增益模块的简化结构下碟片晶体的表面温度、第一主应力和轴向位移量的分布。并分析和铟和金锡合金分别做为焊料时，焊料的厚度对激光晶体的表面温度、第一主应力和轴向位移量分布的影响。得出了选择焊料时应满足的条件。选择焊料后，使用焊料焊接的方法，在真空下焊接碟片增益模块。讨论了热沉表面的粗糙度、热沉表面的金属化、焊料的厚度、焊接时加压的大小、焊接工艺曲线对焊接质量的影响。由于碟片晶体很贵，本文使用石英晶体来代替碟片晶体

6、来进行试验。通过真空共晶焊接炉来将石英晶体、金锡焊片和铜热沉焊接在一起。进行了四次焊接试验，对每次的焊接后的工件都使用金相显微镜观察并分析了原因。关键词：碟片激光器热分析有限元法焊料封装技术I万方数据华中科技大学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofhigh-powerdisklaser,itsdesignandpackagingtechnologyaremoreandmoreattention.disklasergainmoduleofitsuniquestructu

7、resolvedtheproblemofthermaleffectexistinginthetraditionalsolid-statelaserandachieveahighaveragepower,highpeakpowerandhighconversionefficiencyofoutputlaser.However,thedesignandpackagingtechnologyofgainmodulerestrictthehigheroutputpower.Thus,researchingt

8、hethermalanalysisandpackagingtechnologyofdiskgainmoduletoimproveitsoutputpowerisnecessary.Thisthesisfirstderivedtheabsorptionefficiencyofdiskcrystalsatpumpwavelength,establishthemathematicalmodeloflasercrystal.derivingthetemperaturedist