高能輻照誘導(dǎo)氟磷酸鹽玻璃的損傷機(jī)理研究
發(fā)布時(shí)間:2021-01-22 03:05
熔石英元件的紫外激光損傷和諧波分離技術(shù)的不足已成為目前限制慣性約束聚變裝置能量提成和穩(wěn)定運(yùn)行的主要因素,研發(fā)具有更高損傷閾值的新型紫外光學(xué)元件,革新目前的諧波分離技術(shù),將為解決上述問題開辟新的途徑。本論文圍繞Li2O(0.5-2),K2O(3-5),MgO(3-5),BaO(7-10),Al2O3(8-11),P2O5(59-64),YF3(0-1),LaF3(0-2)組成的低含氟磷酸鹽玻璃材料的高損傷閾值特性及高能脈沖激光誘導(dǎo)材料的體內(nèi)熒光發(fā)射現(xiàn)象展開研究。根據(jù)前期研究發(fā)現(xiàn)所提出材料的高損傷閾值和體內(nèi)熒光發(fā)射現(xiàn)象與材料的特殊網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)相關(guān)這一推論,本論文重點(diǎn)研究低含氟磷酸鹽玻璃材料微觀結(jié)構(gòu)特性,通過控制玻璃熔制氣氛、分別引入B2O3、Si兩種調(diào)控玻璃熔制特性的組分,系統(tǒng)研究了所制備玻璃材料中微觀結(jié)構(gòu)單元與缺陷的相應(yīng)變化規(guī)律。利用γ射線輻照為手段研究低含氟磷酸鹽玻璃材料中...
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 激光驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變(ICF)的應(yīng)用
1.1.2 激光驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變裝置研究現(xiàn)狀
1.1.3 ICF激光裝置終端光學(xué)組件面臨問題與解決辦法
1.2 ICF紫外元件的研究與應(yīng)用
1.2.1 熔石英元件的研究進(jìn)展
1.2.2 新型紫外光學(xué)元件研究
1.3 ICF新型低含氟磷酸鹽玻璃材料特性
1.3.1 三倍頻紫外光高透特性
1.3.2 基頻和二倍頻光強(qiáng)吸收特性
1.3.3 高損傷閾值特性
1.3.4 新優(yōu)良的抗紫外老化特性
1.4 激光誘導(dǎo)材料損傷機(jī)制
1.4.1 激光誘導(dǎo)材料本征損傷機(jī)制
1.4.2 激光誘導(dǎo)材料非本征損傷機(jī)制
1.4.3 激光誘導(dǎo)氟磷酸鹽玻璃損傷的特性
1.5 本論文主要研究內(nèi)容
1.6 本章小結(jié)
第2章 材料制備與表征
2.1 材料制備
2.1.1 玻璃熔制
2.1.2 玻璃退火
2.1.3 玻璃加工
2.2高能射線輻照實(shí)驗(yàn)
2.3 高能激光輻照
2.3.1 損傷閾值測試
2.3.2 強(qiáng)光透過率測試
2.4 材料測試表征方法
2.4.1 透過率
2.4.2 折射率
2.4.3 密度
2.4.4 熒光
2.4.5 拉曼光譜
2.4.6 電子順磁共振譜
2.4.7 X射線光電子能譜
2.4.8 差示掃描量熱譜
2.4.9 核磁共振譜
2.5 本章小結(jié)
第3章 熔制氣氛對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
3.1 熔制氣氛對三倍頻高透玻璃光學(xué)性能的影響
3.1.1 透過率和光學(xué)帶隙
3.1.2 吸收光譜
3.1.3 電子順磁共振譜
3.1.4 熒光光譜
3.2 熱處理對三倍頻高透玻璃光學(xué)性能的影響
3.2.1 熒光發(fā)射光譜
3.2.2 透過率和吸收光譜
3.2.3 激發(fā)光譜
3.3 γ射線輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃光學(xué)性能的影響
3.3.1 透過率、吸收光譜
3.3.2 ESR 和拉曼光譜
3.4 后期熱處理對γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的影響
3.5 低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷的演變機(jī)制
3.5.1 低含氟磷酸鹽玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.5.2 低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷演變機(jī)制
3.6 γ輻照和后期熱處理對低含氟磷酸鹽玻璃熒光特性的影響
3.6.1 發(fā)射光譜
3.6.2 激發(fā)光譜
3.6.3 γ輻照誘導(dǎo)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷在后期熱處理過程中的演變機(jī)制
3.7 本章小結(jié)
2O3 的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響">第4章 B2O3 的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響
2O3 對氟磷酸鹽玻璃的影響"> 4.1 B2O3 對氟磷酸鹽玻璃的影響
4.1.1 密度和折射率
4.1.2 透過率和吸收光譜
4.1.3 結(jié)構(gòu)變化
4.2 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的變化
4.2.1 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃材料透過率和吸收光譜的變化
4.2.2 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的影響
4.3 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的自修復(fù)效應(yīng)
4.3.1 透過率光譜
4.3.2 吸收光譜
4.3.3 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷的自修復(fù)機(jī)制
4.4 本章小結(jié)
第5章 Si的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響
5.1 Si對低含氟磷酸鹽玻璃性質(zhì)的影響
5.1.1 密度和折射率
5.1.2 透過率光譜
5.1.3 拉曼光譜
5.2 Si含量變化對γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃的影響
5.2.1 透過率光譜
5.2.2 電子順磁共振譜
5.2.3 X射線光電子能譜
5.2.4 核磁共振譜
5.3 355 nm高能激光輻照對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
5.3.1 激光誘導(dǎo)損傷閾值的變化
5.3.2 γ射線預(yù)輻照對激光誘導(dǎo)材料損傷閾值的影響
5.3.3 激光誘導(dǎo)材料損傷形貌
5.3.4 強(qiáng)光透過率
5.3.5 拉曼光譜
5.3.6 熒光光譜
5.4 1064 nm高能激光輻照對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
5.4.1 激光誘導(dǎo)損傷閾值的變化
5.4.2 激光誘導(dǎo)材料損傷形貌
5.4.3 拉曼光譜
5.4.4 熒光光譜
5.5 高能激光誘導(dǎo)材料損傷機(jī)理研究
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 論文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
本文編號:2992424
【文章來源】:中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機(jī)械研究所)陜西省
【文章頁數(shù)】:140 頁
【學(xué)位級別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第1章 緒論
1.1 研究背景與意義
1.1.1 激光驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變(ICF)的應(yīng)用
1.1.2 激光驅(qū)動(dòng)慣性約束聚變裝置研究現(xiàn)狀
1.1.3 ICF激光裝置終端光學(xué)組件面臨問題與解決辦法
1.2 ICF紫外元件的研究與應(yīng)用
1.2.1 熔石英元件的研究進(jìn)展
1.2.2 新型紫外光學(xué)元件研究
1.3 ICF新型低含氟磷酸鹽玻璃材料特性
1.3.1 三倍頻紫外光高透特性
1.3.2 基頻和二倍頻光強(qiáng)吸收特性
1.3.3 高損傷閾值特性
1.3.4 新優(yōu)良的抗紫外老化特性
1.4 激光誘導(dǎo)材料損傷機(jī)制
1.4.1 激光誘導(dǎo)材料本征損傷機(jī)制
1.4.2 激光誘導(dǎo)材料非本征損傷機(jī)制
1.4.3 激光誘導(dǎo)氟磷酸鹽玻璃損傷的特性
1.5 本論文主要研究內(nèi)容
1.6 本章小結(jié)
第2章 材料制備與表征
2.1 材料制備
2.1.1 玻璃熔制
2.1.2 玻璃退火
2.1.3 玻璃加工
2.2高能射線輻照實(shí)驗(yàn)
2.3 高能激光輻照
2.3.1 損傷閾值測試
2.3.2 強(qiáng)光透過率測試
2.4 材料測試表征方法
2.4.1 透過率
2.4.2 折射率
2.4.3 密度
2.4.4 熒光
2.4.5 拉曼光譜
2.4.6 電子順磁共振譜
2.4.7 X射線光電子能譜
2.4.8 差示掃描量熱譜
2.4.9 核磁共振譜
2.5 本章小結(jié)
第3章 熔制氣氛對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
3.1 熔制氣氛對三倍頻高透玻璃光學(xué)性能的影響
3.1.1 透過率和光學(xué)帶隙
3.1.2 吸收光譜
3.1.3 電子順磁共振譜
3.1.4 熒光光譜
3.2 熱處理對三倍頻高透玻璃光學(xué)性能的影響
3.2.1 熒光發(fā)射光譜
3.2.2 透過率和吸收光譜
3.2.3 激發(fā)光譜
3.3 γ射線輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃光學(xué)性能的影響
3.3.1 透過率、吸收光譜
3.3.2 ESR 和拉曼光譜
3.4 后期熱處理對γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的影響
3.5 低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷的演變機(jī)制
3.5.1 低含氟磷酸鹽玻璃網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)
3.5.2 低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷演變機(jī)制
3.6 γ輻照和后期熱處理對低含氟磷酸鹽玻璃熒光特性的影響
3.6.1 發(fā)射光譜
3.6.2 激發(fā)光譜
3.6.3 γ輻照誘導(dǎo)產(chǎn)生的結(jié)構(gòu)缺陷在后期熱處理過程中的演變機(jī)制
3.7 本章小結(jié)
2O3 的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響">第4章 B2O3 的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響
2O3 對氟磷酸鹽玻璃的影響"> 4.1 B2O3 對氟磷酸鹽玻璃的影響
4.1.1 密度和折射率
4.1.2 透過率和吸收光譜
4.1.3 結(jié)構(gòu)變化
4.2 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的變化
4.2.1 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃材料透過率和吸收光譜的變化
4.2.2 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的影響
4.3 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃結(jié)構(gòu)缺陷的自修復(fù)效應(yīng)
4.3.1 透過率光譜
4.3.2 吸收光譜
4.3.3 γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃中結(jié)構(gòu)缺陷的自修復(fù)機(jī)制
4.4 本章小結(jié)
第5章 Si的引入對低含氟磷酸鹽玻璃性能的影響
5.1 Si對低含氟磷酸鹽玻璃性質(zhì)的影響
5.1.1 密度和折射率
5.1.2 透過率光譜
5.1.3 拉曼光譜
5.2 Si含量變化對γ輻照誘導(dǎo)低含氟磷酸鹽玻璃的影響
5.2.1 透過率光譜
5.2.2 電子順磁共振譜
5.2.3 X射線光電子能譜
5.2.4 核磁共振譜
5.3 355 nm高能激光輻照對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
5.3.1 激光誘導(dǎo)損傷閾值的變化
5.3.2 γ射線預(yù)輻照對激光誘導(dǎo)材料損傷閾值的影響
5.3.3 激光誘導(dǎo)材料損傷形貌
5.3.4 強(qiáng)光透過率
5.3.5 拉曼光譜
5.3.6 熒光光譜
5.4 1064 nm高能激光輻照對低含氟磷酸鹽玻璃材料光學(xué)性能的影響
5.4.1 激光誘導(dǎo)損傷閾值的變化
5.4.2 激光誘導(dǎo)材料損傷形貌
5.4.3 拉曼光譜
5.4.4 熒光光譜
5.5 高能激光誘導(dǎo)材料損傷機(jī)理研究
5.6 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
6.1 論文總結(jié)
6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
6.3 論文展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果
本文編號:2992424
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