Complete anisotropic time-dependent heat equation in KTP crystal under repetitively pulsed Gaussian beams: a numerical approach

Rezaee Mostafa Mohammad; Sabaeian Mohammad; Motazedian Alireza; Jalil-Abadi Fatemeh Sedaghat; Khaldi-Nasab Ali

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Complete anisotropic time-dependent heat equation in KTP crystal under repetitively pulsed Gaussian beams: a numerical approach

机译：重复脉冲高斯光束下KTP晶体中完整的各向异性时变热方程：数值方法

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In this work, a thorough and detailed solution for the time-dependent heat equation for a cylindrical nonlinear potassium titanyl phosphate (KTP) crystal under a repetitively pulsed pumping source is developed. The convection and radiation boundary conditions, which are usually ignored in the literature, have been taken into account, and their importance on the temperature distribution has been discussed in detail. Moreover, the temperature dependence of thermal conductivity of KTP was considered in the calculations, and its impact is discussed. It is shown that the radiation term has a negligible effect and can be dropped safely, while the temperature dependence of thermal conductivity is more influential, such that ignorance of it brings some errors into the modeling. The time evolution of the temperature while the crystal is pumping with a train of successive Gaussian pulses until reaching equilibrium is shown. To accomplish numerical calculations, we developed a homemade code written with the finite difference time domain method in Intel Fortran (ifort) and ran it with the Linux operating system. (C) 2015 Optical Society of America

机译：在这项工作中，针对重复脉冲泵浦源下的圆柱形非线性磷酸钛氧钾（KTP）晶体的时间相关的热方程，开发了详尽而详尽的解决方案。已经考虑了通常在文献中被忽略的对流和辐射边界条件，并详细讨论了它们在温度分布中的重要性。此外，在计算中考虑了KTP导热系数的温度依赖性，并讨论了其影响。结果表明，辐射项的影响可以忽略不计，可以安全地丢弃，而热导率的温度依赖性则更具影响力，因此对辐射项的无知会给建模带来一些误差。显示了晶体以一系列连续的高斯脉冲泵浦直至达到平衡时的温度随时间的变化。为了完成数值计算，我们在Intel Fortran（ifort）中开发了用时差有限时法编写的自制代码，并在Linux操作系统上运行了该代码。（C）2015年美国眼镜学会

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来源
《Applied optics》 |2015年第6期|共9页
作者
Rezaee Mostafa Mohammad; Sabaeian Mohammad; Motazedian Alireza; Jalil-Abadi Fatemeh Sedaghat; Khaldi-Nasab Ali;
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