本文關(guān)鍵詞：光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳播特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光學(xué)元件的亞表面損傷降低了光學(xué)材料的性能,直接影響光學(xué)系統(tǒng)的重要功能指標(biāo),阻礙其進(jìn)一步發(fā)展。基于光散射法的激光共焦顯微檢測方法是一種快速、便捷、精確的亞表面無損檢測方法,它利用亞表面損傷對(duì)入射光的散射調(diào)制信號(hào)分析光學(xué)元件的亞表面損傷信息,故研究光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳輸特性,對(duì)建立更全面的亞表面損傷共焦檢測方法的理論體系是十分必要的。論述了光學(xué)元件亞表面損傷缺陷的常見類型和產(chǎn)生機(jī)理、激光共焦顯微檢測方法的基本原理及有限元數(shù)值算法的基本原理；將有限元數(shù)值算法應(yīng)用到亞表面損傷的研究中,探索亞表面損傷的散射特性,通過仿真實(shí)驗(yàn)研究聚焦光束入射到亞表面損傷缺陷時(shí),不同因素對(duì)其散射光信號(hào)的影響；仿真模擬共焦顯微探測過程,分析探測過程中亞表面損傷缺陷的散射光信號(hào)變化規(guī)律；基于構(gòu)建的激光共焦顯微探測系統(tǒng),采集光學(xué)元件亞表層的散射光信號(hào),并將散射光變化規(guī)律與仿真結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證。建立了光學(xué)元件亞表面中顆粒損傷和三類微裂紋損傷(橫向裂紋、錐形裂紋和鋸齒狀裂紋)的數(shù)值模型,利用有限元電磁仿真軟件模擬了玻璃介質(zhì)中含有顆粒和三種微裂紋時(shí)的光場分布,分析并獲得入射波長、亞表面損傷缺陷的尺寸、折射率、形狀以及深度對(duì)其散射光信號(hào)強(qiáng)度的影響情況。在此基礎(chǔ)上,模擬亞表面損傷的激光共焦顯微探測過程,研究了探測過程中亞表面顆粒和微裂紋損傷引起的光場變化情況及散射光信號(hào)強(qiáng)度的變化規(guī)律�；跇�(gòu)建的激光共焦顯微檢測實(shí)驗(yàn)裝置對(duì)亞表面損傷樣片進(jìn)行實(shí)際測量,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了仿真實(shí)驗(yàn)的正確性和數(shù)值模型的有效性,表明了前期對(duì)于亞表面缺陷誘導(dǎo)散射光傳播特性變化的研究結(jié)果是正確的,為進(jìn)一步研究具有更復(fù)雜形貌及分布的亞表面損傷奠定了基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)元件 亞表面損傷 聚焦光束 光散射 有限元法
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TH74
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國內(nèi)亞表面損傷散射特性的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國外亞表面損傷散射特性的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 光學(xué)元件亞表面損傷的常見類型12-13
• 1.4 研究方法及原理13-15
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容及組織結(jié)構(gòu)15-17
• 2 基于有限元方法的仿真實(shí)驗(yàn)17-26
• 2.1 有限元方法的計(jì)算原理17-18
• 2.2 亞表面損傷模型設(shè)計(jì)18-20
• 2.2.1 橫向裂紋(LC)模型18-19
• 2.2.2 赫茲錐形裂紋(HCC)模型19-20
• 2.2.3 拖尾鋸齒狀裂紋(TIC)模型20
• 2.3 有限單元?jiǎng)澐?/span>20-22
• 2.4 邊界條件設(shè)置22-25
• 2.5 本章小結(jié)25-26
• 3 亞表面損傷誘導(dǎo)聚焦光傳播特性變化的研究26-45
• 3.1 約定26
• 3.2 顆粒雜質(zhì)對(duì)光的調(diào)制作用26-29
• 3.2.1 入射波長對(duì)散射強(qiáng)度的影響26-27
• 3.2.2 顆粒粒徑對(duì)散射強(qiáng)度的影響27-28
• 3.2.3 顆粒折射率對(duì)散射強(qiáng)度的影響28-29
• 3.3 橫向裂紋(LC)對(duì)光的調(diào)制作用29-34
• 3.3.1 模型描述29-30
• 3.3.2 裂紋寬度對(duì)散射強(qiáng)度的影響30-31
• 3.3.3 裂紋深度對(duì)散射強(qiáng)度的影響31
• 3.3.4 裂紋傾斜角度對(duì)散射強(qiáng)度的影響31-32
• 3.3.5 裂紋折射率對(duì)散射強(qiáng)度的影響32-34
• 3.4 赫茲錐形裂紋(HCC)對(duì)光的調(diào)制作用34-39
• 3.4.1 模型描述34-35
• 3.4.2 裂紋寬度對(duì)散射強(qiáng)度的影響35-36
• 3.4.3 裂紋深度對(duì)散射強(qiáng)度的影響36-37
• 3.4.4 裂紋內(nèi)徑對(duì)散射強(qiáng)度的影響37
• 3.4.5 裂紋傾角對(duì)散射強(qiáng)度的影響37-38
• 3.4.6 裂紋折射率對(duì)散射強(qiáng)度的影響38-39
• 3.5 拖尾鋸齒狀裂紋(TIC)對(duì)光的調(diào)制作用39-44
• 3.5.1 模型描述39-40
• 3.5.2 裂紋寬度對(duì)散射強(qiáng)度的影響40
• 3.5.3 裂紋深度對(duì)散射強(qiáng)度的影響40-41
• 3.5.4 裂紋間距對(duì)散射強(qiáng)度的影響41-43
• 3.5.5 裂紋軸長對(duì)散射強(qiáng)度的影響43
• 3.5.6 裂紋折射率對(duì)散射強(qiáng)度的影響43-44
• 3.6 本章小結(jié)44-45
• 4 亞表面損傷共焦探測的仿真模擬45-50
• 4.1 亞表面顆粒的共焦探測45-47
• 4.2 亞表面微裂紋的共焦探測47-49
• 4.3 本章小結(jié)49-50
• 5 亞表面損傷的共焦顯微探測實(shí)驗(yàn)及結(jié)果分析50-60
• 5.1 激光共聚焦顯微測量系統(tǒng)的構(gòu)建50-52
• 5.2 光學(xué)元件亞表面損傷的探測及分析52-55
• 5.2.1 測試樣片準(zhǔn)備52
• 5.2.2 檢測結(jié)果及分析52-55
• 5.3 實(shí)驗(yàn)誤差分析55-58
• 5.3.1 針孔大小的影響55-57
• 5.3.2 探測器位置偏移的影響57-58
• 5.3.3 其它影響因素58
• 5.4 本章小結(jié)58-60
• 6 結(jié)論與展望60-62
• 6.1 結(jié)論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻(xiàn)62-67
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文67-68
• 致謝68-70

【參考文獻(xiàn)】

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  本文關(guān)鍵詞：光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳播特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：324739