新型高能量密度热容固体激光器热管理研究

新型高能热容固体激光器是当今国际竞相研发的新一代大功率固体激光器，其工作物质高效冷却与热控是消除/减小热应力、缩短激光系统间歇时间、提高输出功率与光束质量的关键，开展相关研究有重要科学意义与实用价值。本项目将综合热容固体激光器泵浦与冷却过程，系统研究工作物质三维非稳态温度与热应力分布及动态变化规律，深刻揭示激光器运转周期内热量传递物理机制与行为；将高效气助式喷雾射流冲击强化换热思想引入热容激光器热管理系统，采用高速动态过程可视化和先进快速瞬态测量技术观测不同气液混合工质喷雾冷却传热机理、微小液滴复杂相变动力学行为、界面传递现象与过程特性；引入新概念、新理论发展三维多相热流体系统模型对高效气助式喷雾冷却过程进行恰当描述与合理解释，深入研究各因素对喷雾冷却过程影响规律，得出强化传热、减小激光器件热效应、确保激光器高效、稳定、可靠运行的有效措施与方法，为实际应用提供坚实理论基础与重要技术指导。