KDP和DKDP晶體是在高功率激光系統(tǒng)中用于普克爾斯盒、二倍頻、三倍頻轉(zhuǎn)換的重要光學(xué)元件,其激光誘導(dǎo)損傷閾值是制約強(qiáng)激光系統(tǒng)輸入和輸出能量進(jìn)一步提升的重要瓶頸。為了理解KDP和DKDP晶體的激光誘導(dǎo)損傷機(jī)理,提高其激光損傷閾值,本文從晶體的加工、使用和損傷機(jī)理的角度入手,進(jìn)行了表面劃痕誘導(dǎo)損傷、激光預(yù)處理、疲勞效應(yīng)及損傷區(qū)域的材料成分變化幾個方面的研究。超精密加工和接觸式清洗過程中造成的表面劃痕是造成KDP晶體損傷閾值降低的重要因素。本文首先觀測KDP樣品表面劃痕的形貌特征,然后在樣品表面人為制造不同深度、方向和形狀的劃痕,并對這些劃痕進(jìn)行損傷閾值測試,分析劃痕的深度、方向以及截面形狀對晶體激光損傷閾值的影響;其次,用二維FDTD方法模擬劃痕附近光場強(qiáng)度分布,為實驗結(jié)果提供理論解釋。實驗結(jié)果表明,當(dāng)晶體表面存在劃痕(寬度約為10μm,深度約為300nm)時,其激光誘導(dǎo)損傷閾值會降低30%以上;雖然不同參數(shù)的劃痕之間形貌差別很大,但劃痕的深度、方向和形狀對晶體的損傷閾值無明顯影響。仿真結(jié)果表明,寬深比較小(1-3)的劃痕會造成強(qiáng)烈的光場調(diào)制,使劃痕附近的光場強(qiáng)度增強(qiáng)3-4倍;同時,劃痕兩...

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．１慣性約束核聚變過程的四個階段Ｗ??

到氘氚靶丸表面上，形成高溫高壓的等離子體，產(chǎn)生的反沖壓力使靶的外殼將氘氚主燃??料層壓縮到極高的密度，并使局部氘氚區(qū)域形成高溫高密度熱斑，當(dāng)靶丸被加熱至所需??的點火溫度（上億度）時，原子核聚合被激發(fā)，釋放出巨大的能量其過程如圖１．１所??來發(fā)知??…?ｔ?．??（ａ）強(qiáng)光福照?....

圖１．２美國�。郑保葡到y(tǒng)中的光路及重要元件ｎ°ｉ??

１．１．２研宄意義??磷酸二氫鉀（ＫＨ２Ｐ〇４，?ＫＤＰ）及其氘化類似物ＤＫＤＰ晶體是性能優(yōu)良的無機(jī)非線性??光學(xué)材料，也是ＩＣＦ系統(tǒng)中不可替代的重要光學(xué)元件％］。以美國ＮＩＦ裝置為例，圖１．２所??示為該系統(tǒng)中的光路及重要光學(xué)元件，其中有兩處要用到ＫＤＰ／ＤＫＤＰ晶體。一處是等....

圖１．３?１０６４ｎｎｉ、５３２ｎｍ和３５５ｎｍ激光作用下ＬＢＯ晶體的Ｓ－ｏｎ－１損傷閾值隨著脈沖個數(shù)增加的變化１１９１??

性變形以及材料破裂造成。因此，晶體的表面損傷和體損傷都由一個相對較小的損傷坑??和較大的塑性變形、外側(cè)斷裂區(qū)域組成。ＣａｒｒＣＷｌＭ等人研宄了ＤＫＤＰ晶體３５５ｎｍ體損??傷的形貌，如圖１．４所示，他們認(rèn)為ＤＫＤＰ晶體的體損傷點可分為３個區(qū)域：一個核心坑??（ｃｏｒｅ）、可能發(fā)生....

圖１．４?ＤＫＤＰ晶體３５５ｎｍ體損傷點的ＳＥＭ圖像ＩＷ??綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者對ＫＤＰ和ＤＫＤＰ晶體的激光損傷問題進(jìn)行了許多研宄，包括??

?ｒｏｏｏ?ｉｏ’ｏｏｏ??Ｎｕｍｂｅｒ?ｏｆ?ｐｕｌｓｅｓ?ｐｅｒ?ｓｉｔｅ?Ｓ??圖１．３?１０６４ｎｎｉ、５３２ｎｍ和３５５ｎｍ激光作用下ＬＢＯ晶體的Ｓ－ｏｎ－１損傷閾值隨著脈沖個數(shù)增加的變化１１９１??Ｌ２．４?ＫＤＰ／ＤＫＤＰ損傷區(qū)域材料成分變化研宄??ＫＤＰ晶體激光誘....

本文編號：3919085