本文關(guān)鍵詞：1064nm納秒激光對(duì)熔石英元件后表面擊穿的實(shí)驗(yàn)與數(shù)值研究

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【摘要】：對(duì)1064 nm納秒激光輻照下熔石英元件后表面損傷過(guò)程進(jìn)行了時(shí)間分辨診斷.利用基于偏振原理的單發(fā)雙幀陰影成像系統(tǒng)捕捉了脈沖上升沿開始到數(shù)百納秒尺度內(nèi)的瞬態(tài)材料響應(yīng),并結(jié)合剪切干涉成像系統(tǒng)分析了空氣端等離子體微噴現(xiàn)象.結(jié)果表明,損傷在脈沖上升沿就己經(jīng)發(fā)生,此時(shí)空氣端等離子體的膨脹速度高達(dá)20 km/s,同時(shí)材料內(nèi)部也存在高速擴(kuò)張的不透明損傷區(qū)域,但其擴(kuò)張過(guò)程在脈沖結(jié)束后迅速停止;損傷發(fā)生后數(shù)十納秒后,空氣端出現(xiàn)大量中性物質(zhì)噴發(fā)基于激光支持的固態(tài)吸收波前模型與相爆炸理論對(duì)這些現(xiàn)象進(jìn)行了討論.對(duì)空氣端等離子體擴(kuò)張過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,結(jié)果表明空氣端等離子體壓強(qiáng)、溫度與密度等參數(shù)值隨延遲增加迅速下降,其瞬態(tài)壓強(qiáng)最高達(dá)600 MPa;模擬結(jié)果還預(yù)測(cè)了向內(nèi)擴(kuò)張的內(nèi)激波的形成.研究結(jié)果對(duì)理解熔石英元件的損傷機(jī)理有重要意義.
【作者單位】： 國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院;國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)高性能計(jì)算國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室;國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)電工程與自動(dòng)化學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 熔石英 激光損傷 抽運(yùn)探測(cè) 激光等離子體
【基金】：國(guó)防科技大學(xué)光電科學(xué)與工程學(xué)院科研基金(批準(zhǔn)號(hào):0100070014007)資助的課題~~
【分類號(hào)】：TQ127.2;TN24
【正文快照】： 1引言高功率激光誘導(dǎo)的光學(xué)材料損傷現(xiàn)象盡管已研究多年[1-3],但人們對(duì)其本質(zhì)機(jī)理的認(rèn)識(shí)仍十分有限.主要原因有兩點(diǎn):一是激光損傷過(guò)程涉及光學(xué)、熱力學(xué)、材料力學(xué)、氣動(dòng)力學(xué)和流體動(dòng)力學(xué)等知識(shí),是真正的多物理場(chǎng)耦合問題,建模難度極大;二是光學(xué)材料損傷現(xiàn)象豐富,包含從電子激

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