Author Affiliations
Abstract
College of Electrical and Information Engineering, Quzhou University, Quzhou 324000, China
An immersed liquid cooling slab laser is demonstrated with deionized water as the coolant and a Nd:YAG slab as the gain medium. Using waveguides, a highly uniform pump beam distribution is achieved, and the flow velocity distribution is also optimized in the channels of the gain module (GM). At various flow velocities, the convective heat transfer coefficient (CHTC) is obtained. Experimentally, a maximum output power of 434 W is obtained with an optical–optical efficiency of 27.1% and a slope efficiency of 36.6%. To the best of our knowledge, it is the highest output power of an immersed liquid cooling laser oscillator with a single Nd:YAG slab.
liquid cooling slab laser oscillator convective heat transfer coefficient 
Chinese Optics Letters
2023, 21(8): 081401
孙权 1,2,3莫德锋 1,2刘大福 1,2,*龚海梅 1,2
作者单位
摘要
1 中国科学院上海技术物理研究所 传感技术联合国家重点实验室,上海 200083
2 中国科学院上海技术物理研究所 红外成像材料与器件重点实验室,上海 200083
3 中国科学院大学,北京 100049
低温应用的大功率器件需要设计高冷却效率的液冷室结构。采用计算流体动力学(CFD)方法模拟了以液氮-氮气两相流为制冷剂的空腔结构、微通道结构和扰流柱结构的流动与传热过程。结果表明,相比于空腔结构和微槽道结构,扰流柱结构具有较好的换热能力。圆形扰流柱易发展45°方向支流,而方形扰流柱结构有利于垂直方向流速均匀化。相较于平行排布,扰流柱交错排列时圆形和方形扰流柱结构中流速分布更为均匀。对比对流换热系数发现,交错排布优于平行排布,方形扰流柱优于圆形扰流柱。换热效果最好的结构为交错排布的2 mm方形扰流柱,对流换热系数为4223 W/(m2·K),较空腔结构提高125.83%。采用上述结构进行测试验证,在107.6 W加热功率工况下冷头测温点温度与相同功率下仿真结果有较好的对应性。
大功率器件 扰流柱 两相流 对流换热系数 high-power devices pin-fin two-phase flow convective heat transfer coefficient 
红外与激光工程
2022, 51(10): 20220085
作者单位
摘要
1 安徽建筑大学环境与能源工程学院, 安徽 合肥 230601
2 合肥工业大学汽车与交通工程学院, 安徽 合肥 230009
在密闭狭小空间,散热问题是制约大功率LED在汽车大灯领域发展的因素之一。提出了一种用于汽车LED大灯的以铜粉为烧结芯的平板微热管组散热装置,针对车灯运行的不同工况,研究了热阻、环境温度及翅片组上的对流换热系数等参数对散热器性能的影响,最后进行了微热管车灯散热实验。结果表明:正常工作环境下,当LED灯的功率为60 W时,LED结点温度为67 ℃,散热器的热阻稳定在0.61 K/W;复杂环境和高功率工况下,LED结点温度都低于120 ℃,在翅片上的对流换热系数大于80 W/(m 2·K)后,LED结点温度趋于平稳。同时,实验验证了散热器的性能,在输出功率为50 W的情况下,热管式散热器LED结点温度为58 ℃,说明该新型热管式散热器能满足汽车LED大灯散热的要求。
光学器件 LED大灯 热管 结点温度 对流换热系数 
激光与光电子学进展
2018, 55(11): 112301
作者单位
摘要
国防科学技术大学 光电科学与工程学院, 长沙 410073
介绍了射流水冷技术并将其应用到高能激光器反射镜的冷却中,设计了射流式水冷镜。采用计算流体力学的方法,利用通用有限元软件ANSYS的流体分析模块FLOTRAN对单孔内射流进行了数值模拟,详细讨论了各孔参数对换热性能的影响,实现了孔参数的优化。结果表明:在水冷镜中采用射流技术可以获得很好的对流换热效果,换热系数可达100 kW/(m2·K)以上,且具有结构简单、可控性强等特点。
激光器 水冷镜 射流水冷技术 对流换热系数 计算流体力学 lasers water cooled mirror jet cooling technology convective heat transfer coefficient computational fluid dynamics 
强激光与粒子束
2011, 23(1): 1
作者单位
摘要
1 四川大学电子信息学院,四川 成都 610064
2 成都莱普科技有限公司,四川 成都 610041
3 成都东骏激光有限责任公司,四川 成都 611630
针对Nd∶YAG棒刻螺纹是否能改善激光器的输出,理论上分析了Nd∶YAG晶体棒内热传导过程及影响其冷却效果的因素。给出了表面刻上螺纹后,Nd∶YAG晶体棒表面积的变化结果和其对表面冷却换热方式的改变。对使用螺纹棒的激光器输出进行了实验研究,与普通棒的实验结果对比发现:用螺纹棒比用普通棒时平均功率大了23.2%,发散角小了3mrad。说明激光棒的表面刻槽可以提高冷却效果,有效地提高了激光器的输出。
固体激光器 螺纹棒 对流换热系数 远场发散角 焦斑法 solid-state laser grooved rod convective heat-transfer coefficient far-field divergence angle focus spot method 
光学与光电技术
2008, 6(3): 0041

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