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GLAD:透射元件中由熱效應導致的波前畸變
時間:2019-07-19 11:47來源:訊技光電作者: 技術部點擊:打印
概述
 
透射率元件中的熱致波前畸變主要包括兩個部分:(1)由折射率變化導致波前畸變以以及(2)由溫度導致的厚度變化所引起的波前畸變。
GLAD中支持三種材料,分別為光學材料、固體非光學材料和流體。光學材料包含了一個內部熱源分布,可以對閃光燈泵浦類似的熱效應進行建模。表征光學材料的參數包括熱導率、密度熱容積、折射率以及折射率的1階、2階導數,以及熱膨脹系數。固體非光學材料只具有熱性質。流體通過一個熱對流系數表征,并假設流體會保持它的溫度不變,即流體中的熱能是不守恒的。
 
系統描述
 
本例介紹了一個玻璃窗口被一個金屬鋁環包圍,并通過壓縮空氣對其進行降溫。“thermal/material/add”命令可以將三種材料的熱分布整合在一個數據矩陣中。GLAD通過特定材料的名稱在MATLIB中實現對各種材料的調用。在每個熱區域,一共可以定義4種材料。光學材料中,虛部包含了內部的熱源分布。流體中,虛部包含了傳導常數分布。
 
初始狀態時玻璃窗口和圓環的溫度為30度,壓縮空氣為25度,并通過“thermal/settle”命令實現了熱傳導和熱對流。壓縮空氣向內流動對窗口冷卻,內部熱源在窗口的中心位置開始發出熱量。對于相距0.1cm的兩個陣列點,材料的熱時間常數分別為:玻璃,2秒;鋁,0.0043秒;壓縮空氣,12.2秒。鋁的熱導率非常高,熱量不斷地向空氣中擴散。在5秒時,內部熱源的影響幾乎觀察不到,但是在20秒時已經非常的明顯了。當時間達到150秒時內部熱源的加熱與壓縮空氣的冷卻達到了一個穩定平衡的狀態。
 
模擬結果
 
圖1.初始設定的材料分布情況

圖2.初始設定的溫度分布情況

  
圖3.5秒時的溫度分布
 
圖4.20秒時的溫度分布
 
圖5.150秒時(穩態)的溫度分布
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