目前對光學(xué)材料的強激光誘導(dǎo)損傷已經(jīng)進行了廣泛而深入地研究,但對于初始損傷的形成過程卻仍然難以定量描述�，F(xiàn)階段對初始損傷定量描述比較好的模型是美國勞倫斯利弗莫爾國家實驗提出的吸收波前模型（Absorption Front Model）。之前的雜質(zhì)誘導(dǎo)損傷模型只能分析損傷閾值與激光參數(shù)的關(guān)系,而吸收波前模型可以分析雜質(zhì)誘導(dǎo)損傷坑尺寸與激光參數(shù)的關(guān)系。雖然吸收波前模型可以分析光學(xué)材料損傷坑尺寸與激光參數(shù)的關(guān)系,并代表了光學(xué)材料損傷機理研究的最新進展,但模型本身也有一些不足之處。模型一個重要局限性是:現(xiàn)有的吸收波前模型對于雜質(zhì)缺陷吸收激光場能量的過程及其升溫過程沒有涉及,只是假定雜質(zhì)一開始就具有很高的溫度,因此不能真實地體現(xiàn)損傷的產(chǎn)生過程。在我們的論文中,我們對吸收波前模型進行了修正,將雜質(zhì)對激光場的吸收過程加入到了吸收波前模型中。修正后的模型能夠更真實地體現(xiàn)光學(xué)材料的強激光損傷過程。主要研究內(nèi)容如下:（1）建立了包含雜質(zhì)缺陷吸收項的吸收波前模型。我們采用米散射理論描述雜質(zhì)缺陷對激光的吸收,將吸收項耦合到吸收波前的熱傳導(dǎo)方程中,建立了包含雜質(zhì)缺陷項的吸收波前模型,利用時域差分法建立了修正吸收波... 

【文章來源】：電子科技大學(xué)四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：102 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

熔石英的三種典型損傷形態(tài)

圖 1-1 熔石英的三種典型損傷形態(tài)[37]產(chǎn)生致密層的原因是熔石英損傷坑里壓強大小的變化，之前有研究證明過，所以繼續(xù)用激光照射后損傷坑會繼續(xù)變大，就是因為致密層作了前驅(qū)[36]。熔石發(fā)生損傷時，其前表面損傷坑的大小在多次激光照射下線性增長，熔石英后表損傷點的大小在多次激光照射下指數(shù)增長，具體見下圖 1-2[38]。這種情況下，微級損傷將在幾十發(fā)次內(nèi)拓展到毫米量級，這樣光學(xué)元件就不能再使用了。

自于輻照激光的能量后溫度升高，超過熔點后材料融化，進一損傷區(qū)域里出現(xiàn)在了沖擊波，造成了裂紋，不斷擴張的裂紋使射，形成損傷坑。損傷過程中電子能級躍遷、熱吸收熱擴散、等多個動力學(xué)過程同時存在，是復(fù)雜的一系列動力學(xué)過程。這一系列復(fù)雜的動力學(xué)過程的分析，研究者們提出并不斷完善和分析光學(xué)元件的激光誘導(dǎo)損傷現(xiàn)象。是由 R.W.Hoppe 于 20 世紀 70 年代提出的[7]，由 M.D.Feit 隨后模型。該模型里這樣認為：具有強吸收性的雜質(zhì)顆粒吸收了更光的能量，其溫度升高到閾值溫度，就會形成損傷。這樣的小型可以比較好的解釋實驗中發(fā)現(xiàn)的脈沖寬度對激光損ded damage threshold) 的影響。因此，這種模型在早期被廣泛關(guān)小球熱吸收模型僅基于熱吸收和熱傳導(dǎo)，它認為因雜質(zhì)溫度升成了材料損傷。這樣是沒有辦法解釋沖擊波等現(xiàn)象是如何產(chǎn)生算證明熱吸收所產(chǎn)生的膨脹達不到損傷坑形成過程中的高溫高過程中的沖擊波如圖 1-3 所示[9]。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]光學(xué)材料破壞機理[J]. 陳飛,孟紹賢.  物理學(xué)進展. 1998(02)
[2]強激光破壞機制研究進展[J]. 周益春,段祝平,解伯民.  力學(xué)與實踐. 1995(01)
[3]強激光與物質(zhì)的相互作用[J]. 胡昌信.  力學(xué)進展. 1980(Z1)



本文編號：3299063