Šiame darbe apžvelgiama šiluminių reiškinių lazerio aktyvioje terpėje teorija, pristatomi temperatūros bei įtempių ir deformacijų pasiskirstymo aktyviojioje lazerio terpėje kompiuterinio modeliavimo metodika. Temperatūros ir įtempių skaičiavimai atlikti trims aktyviosios terpės konfigūracijoms – Nd:YVO4 plokštelės, dviejų Nd:YAG plokštelių, kaupinamų zigzagu ir plokščiojo kompozitinio keraminio YAG elemento. Ištirta kaupinimo galios, legiruoto sluoksnio storio, aušintuvo ir aktyvios terpės šiluminių parametrų įtaka temperatūros pasiskirstymui, įtempiams ir deformacijoms aktyviojoje terpėje. / Theory of thermal effects in laser active medium is observed in this work. The metodology of temperature, thermal strain and stresses distribution in laser active medium numerical simulation is presented. Modeling of temperature, strain and stress is done by three active medium configurations: Nd:YVO4 plate, thin Nd:YAG elements and composite YAG ceramic slab. The influence to temperature, stresses and strain distribution of pump power and doped layer thickness in laser active medium has been investigated.

Disertacijos darbo tikslas buvo, modeliuojant bei vykdant eksperimentus, išanalizuoti siūlomo sudėtinio aktyvaus lazerio elemento koncepcijos prielaidas ir taikymų galimybes, bei surasti veiksnius, ribojančius pasiūlyto sudėtinio aktyvaus lazerio elemento galimybes. Šiame darbe buvo pasiūlytas lazerio aktyvusis elementas, kuris apjungia įvairių tipų lazerinių aktyviųjų elementų gerąsias savybes. Tačiau eksperimentai parodė, jog toks sudėtinis elementas neturi pranašumo prieš plačiai naudojamus strypo formos lazerinius aktyviuosius elementus. Siekiant paaiškinti susidarančių optinių iškraipymų priežastis, buvo sukurti ir pritaikyti teoriniai modeliai, aprašantys aktyvios terpės optines, termo-optines bei termo-mechanines savybes. Sukurtas optinių iškraipymų vertinimo metodas, leidžiantis palyginti skirtingų konfigūracijų elementus šiluminių reiškinių sąlygotų optinių iškraipymų atžvilgiu. Taip pat pateiktas paprastas modelis, gerai aprašantis iš daugiamodžio šviesolaidžio išėjusios kaupinimo spinduliuotės intensyvumo skirstinio kitimą. Visi pateikti teoriniai modeliai buvo patvirtinti eksperimentiniais matavimais. Naudojantis sukurtais teoriniais modeliais buvo nustatyta, jog pagrindinė optinių iškraipymų priežastis siūlomame sudėtiniame lazeriniame elemente yra nelegiruota terpė tarp plonų legiruotų sluoksnių, kurioje vykstantys šiluminiai reiškiniai riboja tokio lazerinio aktyvaus elemento galimybes. / The aim of this PhD thesis was to investigate the concept and application abilities of a proposed composite laser element finding factors that limit performance of such laser element. In this work a composite laser element was proposed which combines decent properties of various laser elements. Nevertheless, experiments showed that such element has no advantage over a widely used rod type active laser elements. In order to explain the nature of induced optical aberrations, theoretical models describing optical, thermo-optical and thermo-mechanical properties of active medium were developed and applied. An original method to rate induced optical aberrations which allow unambiguous comparison of different aberrations was presented. A simple model to calculate the variation of intensity distribution as the beam propagates was presented also. All models were confirmed experimentally. Using developed models it was found that the main cause of optical aberrations in the proposed element is the undoped medium between thin doped layers. Generally, abilities of proposed active laser elements are limited by thermal effects in the undoped medium.

The aim of this PhD thesis was to investigate the concept and application abilities of a proposed composite laser element finding factors that limit performance of such laser element. In this work a composite laser element was proposed which combines decent properties of various laser elements. Nevertheless, experiments showed that such element has no advantage over a widely used rod type active laser elements. In order to explain the nature of induced optical aberrations, theoretical models describing optical, thermo-optical and thermo-mechanical properties of active medium were developed and applied. An original method to rate induced optical aberrations which allow unambiguous comparison of different aberrations was presented. A simple model to calculate the variation of intensity distribution as the beam propagates was presented also. All models were confirmed experimentally. Using developed models it was found that the main cause of optical aberrations in the proposed element is the undoped medium between thin doped layers. Generally, abilities of proposed active laser elements are limited by thermal effects in the undoped medium. / Disertacijos darbo tikslas buvo, modeliuojant bei vykdant eksperimentus, išanalizuoti siūlomo sudėtinio aktyvaus lazerio elemento koncepcijos prielaidas ir taikymų galimybes, bei surasti veiksnius, ribojančius pasiūlyto sudėtinio aktyvaus lazerio elemento galimybes. Šiame darbe buvo pasiūlytas lazerio aktyvusis elementas, kuris apjungia įvairių tipų lazerinių aktyviųjų elementų gerąsias savybes. Tačiau eksperimentai parodė, jog toks sudėtinis elementas neturi pranašumo prieš plačiai naudojamus strypo formos lazerinius aktyviuosius elementus. Siekiant paaiškinti susidarančių optinių iškraipymų priežastis, buvo sukurti ir pritaikyti teoriniai modeliai, aprašantys aktyvios terpės optines, termo-optines bei termo-mechanines savybes. Sukurtas optinių iškraipymų vertinimo metodas, leidžiantis palyginti skirtingų konfigūracijų elementus šiluminių reiškinių sąlygotų optinių iškraipymų atžvilgiu. Taip pat pateiktas paprastas modelis, gerai aprašantis iš daugiamodžio šviesolaidžio išėjusios kaupinimo spinduliuotės intensyvumo skirstinio kitimą. Visi pateikti teoriniai modeliai buvo patvirtinti eksperimentiniais matavimais. Naudojantis sukurtais teoriniais modeliais buvo nustatyta, jog pagrindinė optinių iškraipymų priežastis siūlomame sudėtiniame lazeriniame elemente yra nelegiruota terpė tarp plonų legiruotų sluoksnių, kurioje vykstantys šiluminiai reiškiniai riboja tokio lazerinio aktyvaus elemento galimybes.