【摘要】：隨著激光技術(shù)的發(fā)展,光學(xué)元件的損傷成為限制大型激光裝置向更高更強(qiáng)發(fā)展的關(guān)鍵問題,而熔石英由于具有良好的光學(xué)性能在大型激光裝置中被廣泛使用。強(qiáng)激光輻照下,缺陷誘導(dǎo)損傷和非線性效應(yīng)是造成熔石英光學(xué)元件損壞的主要原因。缺陷誘導(dǎo)損傷是在強(qiáng)激光的輻照下,由于雜質(zhì)缺陷對激光能量的吸收和強(qiáng)度調(diào)制,造成光學(xué)元件發(fā)生結(jié)構(gòu)性破壞;非線性效應(yīng)損傷是強(qiáng)激光輻照下由于非線性極化產(chǎn)生的材料力學(xué)光學(xué)等性質(zhì)改變而導(dǎo)致的材料結(jié)構(gòu)破壞。在大型激光裝置的終端光學(xué)組件中,元件一般暴露在多個波長的同時輻照下,其損傷現(xiàn)象和損傷規(guī)律與單波長輻照有所不同,研究多波長輻照下熔石英的損傷有重要意義。隨著輸出能量不斷提高,在大型激光裝置中,非線性效應(yīng)對光束傳輸和元件損傷的影響逐漸受到重視,受激布里淵散射便是其中之一,受激布里淵散射的高反射效率和強(qiáng)超聲波場會造成系統(tǒng)的能量損耗和元件破壞。并且受激布里淵散射具有相位共軛、時間延遲、脈寬壓縮等特性,在光學(xué)系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用,研究受激布里淵散射具有非常重要的價值。本文通過實(shí)驗(yàn)方法研究了多波長輻照下熔石英中的損傷以及不同波長激光輻照下熔石英中的受激布里淵散射。主要研究內(nèi)容如下:研究了不同波長激光單獨(dú)輻照下和兩個波長激光同時輻照下熔石英光學(xué)元件的損傷規(guī)律。主要獲取了損傷幾率曲線與典型損傷形貌。研究結(jié)果表明,單波長輻照下,短波長激光損傷閾值低,損傷幾率曲線上升速度快;雙波長同時輻照下,損傷密度增加,在1064 nm激光中加入定量的532 nm激光和355 nm激光,1064 nm激光損傷幾率曲線上升速度會加快,而在532 nm激光和355 nm激光中加入定量1064 nm激光,532 nm激光和355 nm激光損傷幾率曲線上升速度無明顯變化。研究了不同波長激光輻照下熔石英光學(xué)元件中的縱向受激布里淵散射,研究了入射激光能量密度與散射效率的關(guān)系,研究了樣品長度、透鏡焦距以及入射激光的縱模模式對縱向受激布里淵散射產(chǎn)生閾值及反射效率的影響規(guī)律,觀察到散射脈沖波形隨能量密度的變化規(guī)律。結(jié)果表明,縱向受激布里淵散射存在明顯的閾值效應(yīng)和飽和效應(yīng),當(dāng)入射激光能量密度到達(dá)閾值,散射效率隨入射激光能量密度迅速增加,但增加到一定程度后,散射效率保持不變。
【圖文】：

所以倍頻光的損傷閾值介于基頻和三倍頻之間。激布里淵散射及其誘導(dǎo)熔石英光學(xué)元件損傷的機(jī)激布里淵散射的一般描述來，隨著大型激光裝置負(fù)載能力的不斷提升，非線性效應(yīng)對成的損傷效應(yīng)逐漸引起人們的重視，受激布里淵散射是大型生的非線性效應(yīng)之一[65~67]。淵散射是由于分子熱運(yùn)動使介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生聲波場和入射光的相偏離傳播方向。介質(zhì)內(nèi)聲波場的產(chǎn)生，意味著介質(zhì)折射率的使得入射光發(fā)生散射，這種散射類似超聲波對光的衍射，將射。激光器發(fā)明之后，由于激光的高相干性使得散射具有了效應(yīng)使得介質(zhì)內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)的感應(yīng)聲場，感應(yīng)聲場和入射光相互的散射光，這種現(xiàn)象稱為受激布里淵散射，其產(chǎn)生過程如圖

圖 2-2 SBS 波矢匹配關(guān)系Fig.2-2 SBS wave vector matching relationship一種過程，當(dāng)聲波場強(qiáng)度到達(dá)一定程度后，互作用，使得聲波場減小同時產(chǎn)生一束頻率i-stokes 過程。這時能量守恒和動量守恒關(guān)系p a asv v vp a ask k k散射光頻率變大，同理可得其頻移量：2 sin2p aas p a pnv v v v vc anti-stokes 過程，，散射光的頻移量最大。
【學(xué)位授予單位】：西南科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：O437.2;TN24

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 王鋒;吳衛(wèi)東;蔣曉東;唐永建;;反應(yīng)等離子體修飾熔石英光學(xué)元件表面研究[J];光學(xué)學(xué)報;2011年05期

2 郭少鋒,林文雄,陸啟生,林宗志,鄧少永;熔石英相位共軛鏡無損工作狀態(tài)分析[J];強(qiáng)激光與粒子束;2005年S1期

3 王偉平,呂百達(dá),劉倉理;激光輻照下光學(xué)元件表面波紋現(xiàn)象研究[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年06期

4 葛自明,呂志偉,林殿陽;光學(xué)元件中受激布里淵散射的研究狀況及進(jìn)展[J];激光技術(shù);2002年05期

5 王偉平,呂百達(dá),劉倉理;激光輻照下光學(xué)元件表面波紋現(xiàn)象研究[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2002年07期

6 于景俠;賀少勃;向霞;袁曉東;鄭萬國;郭袁俊;祖小濤;;激光輻照熔石英控制的ANSYS仿真[J];電子科技大學(xué)學(xué)報;2012年06期

7 馮峰;肖峻;賀少勃;袁曉東;蔣勇;羅成思;;不銹鋼膜對激光誘導(dǎo)熔石英表面損傷的影響[J];激光與紅外;2012年04期

8 段利華,張問輝,胡建平,雷向陽,王萬錄;3ω激光輻照下熔石英的損傷增長研究[J];激光雜志;2005年02期

9 黃峰;牛燕雄;汪岳峰;段曉峰;;光學(xué)窗口材料激光輻照熱-力效應(yīng)的解析計算研究[J];光學(xué)學(xué)報;2006年04期

10 黃進(jìn);周信達(dá);周曉燕;耿峰;劉紅婕;王鳳蕊;孫來喜;葉鑫;吳衛(wèi)東;;真空紫外激光輻照對熔石英表面氧空位的影響[J];真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報;2014年12期

相關(guān)會議論文 前10條

1 劉紅婕;;熔石英光學(xué)元件亞表面層缺陷及其對損傷性能的影響[A];中國工程物理研究院科技年報(2014年版)[C];2014年

2 劉紅婕;蔣曉東;黃進(jìn);孫來喜;王鳳蕊;葉鑫;鄭萬國;;熔石英光學(xué)元件亞表面缺陷的探測與表征技術(shù)研究[A];TEIM2015第六屆無機(jī)材料結(jié)構(gòu)、性能及測試表征技術(shù)研討會程序冊與摘要集[C];2015年

3 張傳超;;基于局域假想溫度調(diào)控的熔石英激光損傷修復(fù)技術(shù)[A];2017年版中國工程物理研究院科技年報[C];2018年

4 楊俊;易葵;楊明紅;胡國行;崔輝;邵建達(dá);;熔石英再沉積層結(jié)構(gòu)的蝕刻表征[A];上海市激光學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

5 王慧;王玉芬;向在奎;聶蘭艦;邵竹鋒;饒傳東;王宏杰;王蕾;;熔石英玻璃激光損傷閾值初步研究[A];2015年全國玻璃科學(xué)技術(shù)年會論文專集[C];2015年

6 蔣曉東;;熔石英表面功能化處理技術(shù)研究進(jìn)展[A];中國工程物理研究院科技年報（2010年版）[C];2011年

7 孫來喜;黃進(jìn);劉紅婕;葉鑫;伍景軍;蔣曉東;楊李茗;鄭萬國;吳衛(wèi)東;;利用淺度復(fù)合刻蝕技術(shù)獲得超高損傷性能的熔石英元件表面[A];第十二屆全國光學(xué)前沿問題討論會會議論文摘要集[C];2017年

8 張霖;石振東;任寰;馬驊;楊一;原泉;馮曉璇;陳波;;基于飛秒激光Z掃描技術(shù)的熔石英材料非線性折射特性研究[A];第十六屆全國光學(xué)測試學(xué)術(shù)交流會摘要集[C];2016年

9 方周;趙元安;孫衛(wèi);陳順利;胡國行;;熔石英表面激光損傷生長特性及機(jī)制[A];上海市激光學(xué)會2013年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2013年

10 楊明紅;齊紅基;趙元安;易葵;;提高熔石英玻璃抗355nm激光損傷能力的實(shí)驗(yàn)研究[A];長三角地區(qū)科技論壇激光分論壇暨上海市激光學(xué)會2011年學(xué)術(shù)年會論文集[C];2011年

相關(guān)重要報紙文章 前10條

1 四川神光石英科技有限公司;軍民融合，質(zhì)量優(yōu)先，勇做高端熔石英玻璃的探路者[N];中國建材報;2017年

2 記者 張兆軍 通訊員 于萬冰;“刻寫”世界高精尖[N];科技日報;2001年

3 徐永濤;鳳凰光學(xué)：光學(xué)元件龍頭 參股銀行[N];中國證券報;2007年

4 記者 于博;全球光學(xué)元件、DC產(chǎn)業(yè)大洗牌[N];電子資訊時報;2006年

5 山西長城微光器材股份有限公司 吳宇軒;淺析光學(xué)元件的表面質(zhì)量[N];山西科技報;2011年

6 本報記者 王超;攻克電池能量密度 通用在華續(xù)打“電動牌”[N];中國青年報;2013年

7 本報記者 何英;不能盲目追求電池能量密度[N];中國能源報;2017年

8 記者 閆劍利;電容器實(shí)現(xiàn)能量密度的超級飛躍[N];科學(xué)導(dǎo)報;2017年

9 王亮;國產(chǎn)電芯單體能量密度達(dá)國際領(lǐng)先水平[N];國際商報;2018年

10 電動邦;下一代鋰電池能量密度將翻倍[N];中國有色金屬報;2014年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 田野;熔石英激光輻照熱力學(xué)效應(yīng)研究[D];中國工程物理研究院;2017年

2 李源;氫氟酸刻蝕增強(qiáng)熔石英光學(xué)元件激光損傷抗性[D];北京科技大學(xué);2018年

3 張家雷;激光輻照下約束炸藥熱爆炸機(jī)理研究[D];中國工程物理研究院;2017年

4 金麗虹;氬離子激光輻照對大豆幼苗生物學(xué)性能影響的研究[D];長春理工大學(xué);2011年

5 牛燕雄;光電系統(tǒng)的強(qiáng)激光破壞及防護(hù)技術(shù)研究[D];天津大學(xué);2005年

6 吳非;強(qiáng)激光輻照下結(jié)構(gòu)熱力效應(yīng)分析[D];國防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

7 趙艷;激光制備氧化鋅納米材料及其激光輻照效應(yīng)研究[D];北京工業(yè)大學(xué);2008年

8 劉劍;毫秒級脈沖激光輻照脆性材料的熱—力學(xué)效應(yīng)[D];南京理工大學(xué);2011年

9 林冬風(fēng);太陽能電池中高效分色聚焦光學(xué)元件的設(shè)計和制作[D];中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院物理研究所);2017年

10 聶婭　;亞波長光學(xué)元件的特性及應(yīng)用研究[D];四川大學(xué);2004年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 葉成;多波長激光輻照下熔石英的損傷及受激布里淵散射[D];西南科技大學(xué);2018年

2 孫瑜;激光輻照對光學(xué)器件中缺陷的修復(fù)研究[D];電子科技大學(xué);2017年

3 王開宇;熔石英元件光學(xué)缺陷激光修復(fù)的動力學(xué)過程研究[D];電子科技大學(xué);2017年

4 趙靈;深紫外光學(xué)薄膜激光輻照特性研究[D];中國科學(xué)院研究生院(長春光學(xué)精密機(jī)械與物理研究所);2014年

5 苗心向;金屬污染誘導(dǎo)熔石英表面損傷機(jī)理研究[D];中國工程物理研究院;2009年

6 渠旭;長脈沖激光致增透熔石英窗口損傷的特性研究[D];長春理工大學(xué);2017年

7 田潤妮;熔石英體內(nèi)雜質(zhì)對激光光場調(diào)制的研究[D];西南科技大學(xué);2015年

8 劉猛;熔石英團(tuán)簇結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)研究[D];北京郵電大學(xué);2016年

9 周波;熔石英光學(xué)元件表面微區(qū)離子束修飾技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2017年

10 鄭剛;金屬雜質(zhì)誘導(dǎo)熔石英元件的輻照損傷特性及修復(fù)動力學(xué)研究[D];電子科技大學(xué);2018年

本文編號：2605637