如何提高慣性約束聚變裝置中非晶SiO₂光學(xué)元件的激光損傷閾值已經(jīng)成為限制ICF（Inertial Confinement Fusion）中能量密度提升的關(guān)鍵問題。熔石英和吸收玻璃作為慣性約束聚變裝置中最為常用的非晶SiO₂光學(xué)元件,隨著激光能量密度的不斷提高,其氣泡與表面微結(jié)構(gòu)已經(jīng)成為降低光學(xué)元件激光損傷閾值不可忽視的重要影響因素。光學(xué)元件損傷后不僅降低了通光質(zhì)量和負載提升,其損傷粒子附著在裝置上還會引發(fā)二次損傷,嚴(yán)重降低慣性約束聚變裝置的壽命,限制ICF技術(shù)的發(fā)展。因此,研究熔石英和吸收玻璃中氣泡與微結(jié)構(gòu)對其激光損傷閾值的影響具有十分重要的實際意義。本文研究了熔石英和吸收玻璃中氣泡與微結(jié)構(gòu)對其激光損傷閾值的影響,探究了熔石英在熔融態(tài)流體中氣泡的力學(xué)特性和運動狀態(tài)仿真分析;針對熔石英和吸收玻璃中雙氣泡耦合問題,建立雙氣泡耦合光場分析模型,仿真分析雙氣泡耦合參數(shù)對其激光損傷閾值的影響規(guī)律;針對熔石英和吸收玻璃中氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合問題,研究了氣泡與矩形、鋸齒微結(jié)構(gòu)的耦合及耦合參數(shù)對其激光損傷閾值的影響規(guī)律;在實驗上對雙氣泡耦合、氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合的損... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：67 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題來源及研究的背景和意義
        1.1.1 課題來源
        1.1.2 課題的研究背景和意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 激光誘導(dǎo)材料損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.2 微納結(jié)構(gòu)的激光損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.3 含有氣泡的熔石英光學(xué)元件的激光損傷研究現(xiàn)狀
        1.2.4 國內(nèi)外文獻綜述簡析
    1.3 主要研究內(nèi)容
第2章 熔石英熔融制造過程中氣泡形狀和運動狀態(tài)分析
    2.1 引言
    2.2 熔石英熔融狀態(tài)下氣泡力學(xué)特性分析
    2.3 熔石英熔融態(tài)下氣泡運動狀態(tài)仿真分析
        2.3.1 理論基礎(chǔ)
        2.3.2 模型建立
        2.3.3 仿真結(jié)果分析
    2.4 本章小結(jié)
第3章 雙氣泡對熔石英和吸收玻璃激光損傷閾值的分析
    3.1 引言
    3.2 Mie散射理論
    3.3 模型建立
    3.4 雙氣泡在熔石英中激光耦合效應(yīng)仿真研究
    3.5 雙氣泡在吸收玻璃中激光耦合效應(yīng)仿真研究
    3.6 本章小結(jié)
第4章 氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合對熔石英和吸收玻璃激光損傷閾值的分析
    4.1 引言
    4.2 熔石英中氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合作用仿真研究
        4.2.1 氣泡與矩形槽耦合仿真分析
        4.2.2 氣泡與鋸齒槽耦合仿真分析
    4.3 吸收玻璃中氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合作用仿真研究
        4.3.1 氣泡與矩形槽耦合仿真分析
        4.3.2 氣泡與鋸齒槽耦合仿真分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 雙氣泡耦合以及氣泡與微結(jié)構(gòu)耦合的熔石英激光損傷實驗
    5.1 引言
    5.2 激光損傷實驗設(shè)計
    5.3 激光損傷實驗結(jié)果分析
    5.4 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻
攻讀學(xué)位期間發(fā)表論文及其它成果
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]拋光過程中光學(xué)元件表面劃痕的形成和控制[J]. 湯文龍,梁尚娟,焦翔,樊全堂,尹進,朱健強.  中國激光. 2019(12)
[2]高功率激光裝置熔石英紫外損傷增長研究[J]. 韓偉,馮斌,鄭奎興,朱啟華,鄭萬國,鞏馬理.  物理學(xué)報. 2016(24)
[3]納秒激光脈沖對吸收玻璃燒蝕的燒蝕特性研究[J]. 李小魁,陳朝陽,張秋慧.  激光雜志. 2016(10)
[4]劃痕型缺陷對光場質(zhì)量的影響[J]. 任寰,姜宏振,劉旭,劉勇,楊一,陳波,鄭萬國,朱日宏.  強激光與粒子束. 2014(09)
[5]熔石英光學(xué)元件激光閾值提升仿真與工藝研究[J]. 田野,彭小強,石峰,胡皓.  航空精密制造技術(shù). 2013(05)
[6]光學(xué)元件亞表面損傷的激光散射仿真研究[J]. 田愛玲,王輝,王春慧.  中國激光. 2013(09)
[7]高功率激光驅(qū)動器終端光學(xué)組件研究現(xiàn)狀[J]. 李富全,韓偉,王芳,張小民,魏曉峰,馮斌,向勇,賈懷庭,李恪宇.  激光與光電子學(xué)進展. 2013(06)
[8]慣性約束聚變裝置總體布局和結(jié)構(gòu)設(shè)計[J]. 朱明智,王美聰,陳曉娟,吳文凱,陳剛.  光學(xué)精密工程. 2013(03)
[9]納秒激光誘導(dǎo)熔石英光學(xué)玻璃的損傷增長[J]. 邱榮,王俊波,任歡,李曉紅,施鵬程,劉浩,馬平.  強激光與粒子束. 2012(05)
[10]裂紋或氣泡對熔石英損傷修復(fù)坑場調(diào)制的近場模擬[J]. 章春來,劉春明,向霞,戴威,王治國,李莉,袁曉東,賀少勃,祖小濤.  物理學(xué)報. 2012(12)

博士論文
[1]高功率納秒激光誘導(dǎo)熔石英元件損傷動力學(xué)研究[D]. 沈超.國防科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]耐高溫窗口增透技術(shù)研究[D]. 尚鵬.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2015
[3]熔石英光學(xué)元件表面損傷修復(fù)的理論和實驗研究[D]. 蔣勇.電子科技大學(xué) 2012

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[1]微納結(jié)構(gòu)及污染物對Al2O3表面激光損傷的影響研究[D]. 秦建波.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2018
[2]垂直上升管中氣泡動力學(xué)特性實驗研究[D]. 劉柳.中南大學(xué) 2013
[3]黏性流體中氣泡的運動特性[D]. 郭容.北京化工大學(xué) 2009
[4]全息亞波長抗反射光柵的制作與特性分析[D]. 趙鳳梅.廈門大學(xué) 2009
[5]大口徑熔石英元件表面激光損傷特性研究[D]. 黃晚晴.中國工程物理研究院 2009



本文編號：3161675