目前對(duì)光學(xué)材料的強(qiáng)激光誘導(dǎo)損傷已經(jīng)進(jìn)行了廣泛而深入地研究,但對(duì)于初始損傷的形成過(guò)程卻仍然難以定量描述。現(xiàn)階段對(duì)初始損傷定量描述比較好的模型是美國(guó)勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)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(jī)理研究的最新進(jìn)展,但模型本身也有一些不足之處。模型一個(gè)重要局限性是:現(xiàn)有的吸收波前模型對(duì)于雜質(zhì)缺陷吸收激光場(chǎng)能量的過(guò)程及其升溫過(guò)程沒(méi)有涉及,只是假定雜質(zhì)一開(kāi)始就具有很高的溫度,因此不能真實(shí)地體現(xiàn)損傷的產(chǎn)生過(guò)程。在我們的論文中,我們對(duì)吸收波前模型進(jìn)行了修正,將雜質(zhì)對(duì)激光場(chǎng)的吸收過(guò)程加入到了吸收波前模型中。修正后的模型能夠更真實(shí)地體現(xiàn)光學(xué)材料的強(qiáng)激光損傷過(guò)程。主要研究?jī)?nèi)容如下:（1）建立了包含雜質(zhì)缺陷吸收項(xiàng)的吸收波前模型。我們采用米散射理論描述雜質(zhì)缺陷對(duì)激光的吸收,將吸收項(xiàng)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(xiàng)的吸收波前模型,利用時(shí)域差分法建立了修正吸收波... 

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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(qiáng)大小的變化，之前有研究證明過(guò)，所以繼續(xù)用激光照射后損傷坑會(huì)繼續(xù)變大，就是因?yàn)橹旅軐幼髁饲膀?qū)[36]。熔石發(fā)生損傷時(shí)，其前表面損傷坑的大小在多次激光照射下線性增長(zhǎng)，熔石英后表?yè)p傷點(diǎn)的大小在多次激光照射下指數(shù)增長(zhǎng)，具體見(jiàn)下圖 1-2[38]。這種情況下，微級(jí)損傷將在幾十發(fā)次內(nèi)拓展到毫米量級(jí)，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(guò)熔點(diǎn)后材料融化，進(jìn)一損傷區(qū)域里出現(xiàn)在了沖擊波，造成了裂紋，不斷擴(kuò)張的裂紋使射，形成損傷坑。損傷過(guò)程中電子能級(jí)躍遷、熱吸收熱擴(kuò)散、等多個(gè)動(dòng)力學(xué)過(guò)程同時(shí)存在，是復(fù)雜的一系列動(dòng)力學(xué)過(guò)程。這一系列復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)過(guò)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(jì) 70 年代提出的[7]，由 M.D.Feit 隨后模型。該模型里這樣認(rèn)為：具有強(qiáng)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(huì)形成損傷。這樣的小型可以比較好的解釋實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的脈沖寬度對(duì)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(rèn)為因雜質(zhì)溫度升成了材料損傷。這樣是沒(méi)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(dá)不到損傷坑形成過(guò)程中的高溫高過(guò)程中的沖擊波如圖 1-3 所示[9]。

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]光學(xué)材料破壞機(jī)理[J]. 陳飛,孟紹賢.  物理學(xué)進(jìn)展. 1998(02)
[2]強(qiáng)激光破壞機(jī)制研究進(jìn)展[J]. 周益春,段祝平,解伯民.  力學(xué)與實(shí)踐. 1995(01)
[3]強(qiáng)激光與物質(zhì)的相互作用[J]. 胡昌信.  力學(xué)進(jìn)展. 1980(Z1)



本文編號(hào)：3299063