基于Yb³⁺:LuLiF₄晶体的低温光学制冷器的热链接设计与分析

摘要

低温光学制冷器是利用固体材料反斯托克斯荧光过程产生冷量的新型低温制冷器,具有结构紧凑、温区宽、无振动等特点,在空间技术、精密计量等领域具有重要的应用前景.介绍了基于Yb3+:LuLiF4激光冷却晶体的低温光学制冷器原理样机的结构,并对制冷器中热链接结构的荧光逃逸系数和热负载进行了分析计算;设计了不同热链接结构,并利用光学仿真软件模拟了荧光在热链接中的传输过程,根据光线追迹结果得到了不同结构热链接的荧光逃逸系数;分析了不同弯折结构热链接的热负载,并计算了低温平衡时D型弯折结构热链接的热负载;综合考虑热链接的荧光逃逸系数与热负载,筛选出了最合适的热链接结构应用于低温光学制冷器.该热链接方案对搭建低温光学制冷器以及提高低温光学制冷器制冷功率具有指导意义.

关键词

固体材料激光冷却 / 低温光学制冷器 / 热负载 / 荧光分析