本文關(guān)鍵詞：抑制光場調(diào)制增強(qiáng)效應(yīng)的熔石英元件損傷修復(fù)形貌設(shè)計研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：熔石英作為聚焦透鏡和衍射元件的主要基體材料,廣泛應(yīng)用于ICF激光驅(qū)動裝置中。然而,工作于紫外光波段的熔石英元件在高功率激光作用下還表現(xiàn)出易損傷的特性,目前,三倍頻激光誘導(dǎo)熔石英元件損傷已經(jīng)成為限制ICF激光驅(qū)動裝置負(fù)載能力提升的重要因素。CO2激光修復(fù)技術(shù)作為當(dāng)前最為成熟且有效的熔石英元件損傷修復(fù)技術(shù),在抑制元件損傷增長,提升裝置負(fù)載能力,降低裝置運行成本等方面發(fā)揮著巨大作用。然而,C02激光修復(fù)技術(shù)并不能達(dá)到理想的修復(fù)效果,修復(fù)點將引起元件表面形貌發(fā)生變化,導(dǎo)致修復(fù)元件下游的光場分布出現(xiàn)調(diào)制增強(qiáng)區(qū)域,從而對分布在該區(qū)域的光學(xué)元件造成損傷威脅。本文以避免調(diào)制增強(qiáng)效應(yīng)對下游元件的級聯(lián)損傷威脅為目標(biāo),以標(biāo)量衍射理論為基礎(chǔ),通過數(shù)值模擬與實驗驗證相結(jié)合的方式,系統(tǒng)研究了修復(fù)點形貌特征結(jié)構(gòu)對其下游光傳輸所造成的調(diào)制影響規(guī)律,并結(jié)合當(dāng)前修復(fù)工藝對修復(fù)點形貌設(shè)計提出了理論性指導(dǎo)。主要內(nèi)容包括：(1)利用光學(xué)顯微鏡、WYKO白光干涉儀、XP-200接觸式輪廓儀等相關(guān)檢測儀器,系統(tǒng)研究了C02激光非蒸發(fā)式修復(fù)點形貌特征結(jié)構(gòu),建立了典型的帶有邊緣凸起的高斯形修復(fù)點數(shù)值模型,基于標(biāo)量衍射理論進(jìn)行了相關(guān)數(shù)值模擬,結(jié)合實驗驗證,得到了非蒸發(fā)式修復(fù)點特征形貌參數(shù)(修復(fù)深度、寬度、凸起高度及其相對位置等)對下游光傳輸產(chǎn)生的調(diào)制影響規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn),靠近修復(fù)元件位置的環(huán)形調(diào)制極大值光場分布主要受修復(fù)點深度的影響,且隨復(fù)點深度的增大而逐漸增大,遠(yuǎn)離修復(fù)元件位置的軸上調(diào)制極大值主要受邊緣凸起高度的影響,且隨凸起高度的增加而逐漸增大。(2)結(jié)合蒸發(fā)式修復(fù)可以精確控制修復(fù)點形貌特征,建立了不同類型宏觀形貌的修復(fù)點三維數(shù)值模型,通過對比不同類型修復(fù)點對下游光傳輸產(chǎn)生的影響,研究發(fā)現(xiàn),在相同尺寸情況下,三類修復(fù)點中拋物形修復(fù)點形貌設(shè)計最為合理；(3)結(jié)合當(dāng)前研究現(xiàn)狀,利用聚焦小光斑二次加工修復(fù)點形貌,探索了二次加工對修復(fù)點下游調(diào)制光場分布所造成的影響,研究發(fā)現(xiàn),二次加工有助于修復(fù)更大尺寸的損傷點,且可以有效控制下游光場調(diào)制極大值分布位置。
【關(guān)鍵詞】：熔石英 CO_2激光損傷修復(fù) 光場調(diào)制 標(biāo)量衍射理論
【學(xué)位授予單位】：中國工程物理研究院
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-9
• 第一章 緒論9-19
• 1.1 課題背景9-11
• 1.2 CO_2激光修復(fù)技術(shù)11-14
• 1.2.1 CO_2激光修復(fù)機(jī)理11-12
• 1.2.2 CO_2激光修復(fù)存在的問題12-14
• 1.3 CO_2激光修復(fù)點對光傳輸產(chǎn)生的影響14-18
• 1.3.1 光場調(diào)制增強(qiáng)效應(yīng)產(chǎn)生的原因14
• 1.3.2 抑制光場調(diào)制增強(qiáng)效應(yīng)國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-17
• 1.3.3 研究現(xiàn)狀總結(jié)與分析17-18
• 1.4 論文研究內(nèi)容18-19
• 第二章 修復(fù)點對下游光傳輸影響的理論模型19-31
• 2.1 標(biāo)量衍射理論19-25
• 2.1.1 基爾霍夫公式20-21
• 2.1.2 瑞利-索末菲公式21
• 2.1.3 衍射的角譜傳播公式21-23
• 2.1.4 菲涅爾衍射積分23-25
• 2.2 數(shù)值計算方法25-28
• 2.2.1 菲涅爾衍射積分S-FFT算法25-27
• 2.2.2 菲涅爾衍射積分D-FFT算法27-28
• 2.3 修復(fù)點對下游光傳輸影響的理論模型建立28-30
• 2.4 小結(jié)30-31
• 第三章 非蒸發(fā)式修復(fù)點形貌對光傳輸產(chǎn)生的影響31-42
• 3.1 非蒸發(fā)式修復(fù)點數(shù)值模型建立31-33
• 3.1.1 非蒸發(fā)式修復(fù)點形貌特征分析32
• 3.1.2 非蒸發(fā)式修復(fù)點三維數(shù)值模型建立32-33
• 3.2 非蒸發(fā)式修復(fù)點對光傳輸?shù)恼{(diào)制影響的數(shù)值模擬33-37
• 3.2.1 修復(fù)點熔融坑區(qū)域?qū)鈧鬏數(shù)挠绊?/span>34-35
• 3.2.2 修復(fù)點邊緣凸起形貌對光傳輸?shù)挠绊?/span>35-36
• 3.2.3 數(shù)值模擬結(jié)果討論36-37
• 3.3 數(shù)值模擬結(jié)果實驗驗證37-39
• 3.3.1 實驗結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果對比分析38-39
• 3.3.2 討論39
• 3.4 修復(fù)點分布位置對調(diào)制光場分布的影響39-40
• 3.5 小結(jié)40-42
• 第四章 蒸發(fā)式修復(fù)點形貌設(shè)計研究42-48
• 4.1 不同類型修復(fù)點三維數(shù)值模型建立42-43
• 4.2 不同類型修復(fù)點對光傳輸產(chǎn)生的影響對比43-47
• 4.2.1 修復(fù)點宏觀尺寸對光傳輸?shù)恼{(diào)制影響44-45
• 4.2.2 修復(fù)點宏觀形貌對光傳輸?shù)恼{(diào)制影響45-47
• 4.3 小結(jié)47-48
• 第五章 探索修復(fù)點二次加工對光傳輸產(chǎn)生的影響48-55
• 5.1 修復(fù)點二次加工數(shù)值模型48-49
• 5.2 修復(fù)點二次加工對光傳輸?shù)挠绊?/span>49-52
• 5.2.1 修復(fù)點二次加工前后對光傳輸產(chǎn)生的影響對比49-51
• 5.2.2 二次加工微觀結(jié)構(gòu)分布對光傳輸產(chǎn)生的影響51-52
• 5.2.3 二次加工微觀結(jié)構(gòu)尺寸對光傳輸產(chǎn)生的影響52
• 5.3 修復(fù)點二次加工對元件表面附近電磁場分布的影響52-54
• 5.4 小結(jié)54-55
• 第六章 總結(jié)55-58
• 6.1 全文總結(jié)55-56
• 6.2 研究展望56-58
• 致謝58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 附錄64-66
• 附錄A：攻讀碩士期間發(fā)表論文情況64
• 附錄B：參加學(xué)術(shù)活動情況64
• 附錄C：在校期間獲獎情況64-65
• 附錄D：Fresnel Diffraction Simulation軟件65-66

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本文編號：281535