發(fā)布時間：2018-06-13 09:24

  本文選題：長脈沖激光 + 單晶硅　； 參考：《西華大學》2015年碩士論文

【摘要】：單晶硅是重要的紅外系統(tǒng)窗口材料和探測器結(jié)構(gòu)材料,隨著激光對抗和激光技術(shù)的發(fā)展,對單晶硅激光損傷的研究具有重要的意義。本論文的主要工作如下：根據(jù)熱傳導理論和熱彈性理論,假設(shè)單晶硅材料為各向同性且其熱學參數(shù)在激光作用前后為常數(shù),分析了不同激光功率密度和輻照時間的高斯長脈沖作用下單晶硅的溫度場和熱應力場,得到了激光輻照中心溫度隨時間的變化規(guī)律。單晶硅的抗壓強度遠遠大于抗拉強度,單晶硅的損傷主要依賴于環(huán)向拉應力。研究了單晶硅在1064nm Nd:YAG激光1-on-1測試方法和1000-on-1測試方法下的損傷閾值,實驗表明單晶硅在多脈沖下的激光損傷閾值比單脈沖下的低,原因是1000-on-1測試方法下單晶硅的激光損傷存在累積效應。研究了單晶硅在不同能量密度的高斯長脈沖激光作用下的損傷特性,并通過熱效應和熱力耦合效應對單晶硅的激光損傷機制進行了解釋。采用不同脈沖個數(shù)的長脈沖激光對單晶硅進行擊穿毀傷實驗,得到了不同脈沖個數(shù)的擊穿損傷閾值,并通過實驗數(shù)據(jù)計算得到了單晶硅的多脈沖累積因子約為0.912。本文的研究結(jié)果可為激光對抗和激光防護領(lǐng)域提供必要的參考。
[Abstract]:Monocrystalline silicon is an important window material and detector structure material in infrared system. With the development of laser countermeasure and laser technology, it is of great significance to study the laser damage of monocrystalline silicon. The main work of this thesis is as follows: according to the thermal conduction theory and thermoelastic theory, the monocrystalline silicon material is assumed to be isotropic and its thermal parameters are constant before and after laser irradiation. The temperature field and thermal stress field of monocrystalline silicon under the action of Gao Si long pulse with different laser power density and irradiation time are analyzed. The variation of laser irradiation center temperature with time is obtained. The compressive strength of monocrystalline silicon is much greater than the tensile strength, and the damage of monocrystalline silicon mainly depends on the toroidal tensile stress. The damage threshold of monocrystalline silicon under 1064nm ND: YAG laser 1-on-1 and 1000-on-1 is studied. The experimental results show that the laser damage threshold of monocrystalline silicon is lower than that of monocrystalline silicon under single pulse. The reason is that the laser damage of monocrystalline silicon is cumulative under 1000-on-1 test. The damage characteristics of monocrystalline silicon under the action of Gao Si long pulse laser with different energy density are studied. The laser damage mechanism of monocrystalline silicon is explained by thermal effect and thermo-mechanical coupling effect. The breakdown damage threshold of monocrystalline silicon was obtained by using long pulse laser with different number of pulses, and the multi-pulse cumulant factor of monocrystalline silicon was calculated by calculating the experimental data. The results of this paper can provide necessary reference for laser countermeasure and laser protection.
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN304.12

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本文編號：2013534