發(fā)布時(shí)間：2020-06-21 22:09

【摘要】：研究薄膜的激光損傷機(jī)理,在保證薄膜具有良好性能的基礎(chǔ)上不斷提高光學(xué)薄膜的損傷閾值,一直是高功率激光薄膜的重點(diǎn)關(guān)注的研究內(nèi)容。所以,分析薄膜的激光損傷,探究大功率、高能量激光與薄膜彼此作用的過程、現(xiàn)象和結(jié)果,必然會有利于關(guān)于大功率、高能量激光應(yīng)用的諸如材料工程學(xué)、薄膜光學(xué)、工程熱力學(xué)等新的基礎(chǔ)學(xué)科的產(chǎn)生與發(fā)展,給予這項(xiàng)研究相當(dāng)重要的學(xué)術(shù)意義。在激光的誘導(dǎo)下,光學(xué)介質(zhì)薄膜吸收激光能量經(jīng)過累積形成熱能,最終導(dǎo)致光學(xué)薄膜內(nèi)的溫度發(fā)生變化。局部溫度變化升高在光學(xué)薄膜內(nèi)形成熱應(yīng)力,熱能和應(yīng)力彼此之間的轉(zhuǎn)化、作用從而導(dǎo)致薄膜的熔化、破裂等損傷現(xiàn)象。在這個(gè)過程中,局部溫度的上升通過熱傳導(dǎo)的方式向周圍介質(zhì)擴(kuò)散熱量,形成光學(xué)薄膜中的溫度場。本文通過在薄膜內(nèi)部運(yùn)用熱力學(xué)知識建立熱傳導(dǎo)方程,對熱傳導(dǎo)方程進(jìn)行積分變換求解,得到薄膜內(nèi)部的溫度場分布,使用MATLAB對溫度分布進(jìn)行了仿真分析,并且仿真計(jì)算的結(jié)果和數(shù)值求解的結(jié)果分析是一致的,從而驗(yàn)證了求解的正確性,獲得的溫度分布是可靠的。仿真計(jì)算的結(jié)果也可以直觀的得到了薄膜內(nèi)部溫度沿徑向和厚度方向的溫度分布以及不同激光參數(shù)下分布曲線,得到了溫度隨激光參數(shù)變化的規(guī)律,并且還獲得了薄膜內(nèi)部溫度場三維分布圖像;最后還設(shè)計(jì)了操作的窗口界面,使整個(gè)仿真計(jì)算過程更好操作,方便實(shí)用。仿真結(jié)果表明了理論計(jì)算求解的溫度場解的正確性,理論計(jì)算的解又反過來很好的解釋了仿真結(jié)果,二者相輔相成,共同為薄膜設(shè)計(jì)與制備以及激光薄膜損傷識別研究提供了理論基礎(chǔ)和依據(jù)。
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TB383.2
【圖文】：

入射激光光束的峰值光強(qiáng)； f 指的是能量與薄膜表薄膜厚度相關(guān)的函數(shù)、 g 指的是能量與時(shí)間相關(guān)的模、高斯分布，那么在 t =0的時(shí)刻激光光束垂直輻收符合指數(shù)規(guī)律，則有：( )( )( )( ) ====Δ Δ 222022220002tttzrrhtemzefrerEIαπ的吸收率；0E 為激光能量；0r 為激光光斑半徑；α的半寬度； r, z分別為脈沖激光的圓柱坐標(biāo)下的半束作用光學(xué)介質(zhì)模型

圖 3.3 激光輻照薄膜示意( ) ( ( ) == 02,,0,,TrztTTrztKTrtCρ( ) ( = =002,,,,TTTrztCKTrztttρ 已知的函數(shù)。通過積分變換簡化定解問題的特雜不能直接求解，可以通過進(jìn)行積的偏微分方程就轉(zhuǎn)變成常微分方換，就可以得到原偏微分方程的解

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號：2724712