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1.
 用有限Hankel积分变换法对轴对称强激光束辐照下平面薄靶(或薄膜)传热及热应力分布进行了解析推导,得到了随时间演变的温度场及相应的热应力场的解析解。对比有关实验,对强激光束辐照窗口材料(例如MgF2晶体、K9玻璃)靶引起其脆性热应力破裂进行了分析,详细讨论了激光强度、激光—靶能量耦合系数、辐照时间及光斑尺寸等因素对靶破坏的影响。  相似文献
2.
环形分布激光束引起光学窗口镜热变形理论分析   总被引:6,自引:4,他引:2       下载免费PDF全文
 用有限Hankel变换就常见的环形分布激光束情形,推导得到了激光束辐照透过窗口镜引起热传导温度场和热变形分布的理论解,以此计算结果与实验值相比较,分析了白宝石、石英两种窗口镜在激光辐照下的热变形情况。分析结果表明,在激光束辐照的4s时段内,温升场主要集中在激光束辐照的环形区内,在镜面内远未拉平,由此引起的厚度方向热膨胀变形也很不均匀。材料对激光的吸收系数和热膨胀系数以及热扩散率分别是决定热变形量值大小和空间分布的最主要的物性参数。  相似文献
3.
激光与靶相互作用体汽化模型的数值计算方法   总被引:1,自引:0,他引:1  
利用克劳修斯—克拉珀龙(Clausius-Clapeyron)方程描述相变过程,利用von Neumann差分方法构造辐射流体动力学方程组的计算方法,数值求解了激光辐照金属材料的热效应、汽化过程和激光维持爆震波,并同作者前期的工作作了比较.结果说明,该计算方法对激光与靶材料相互作用体汽化模型的数值计算是行之有效的,且该汽化模型为相关问题的二维、三维问题的数值计算提供了简便有效的途径。  相似文献
4.
高速气流中激光加热平板数值模拟与分析   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
 采用流固耦合方法,数值模拟了高速流场中激光作用下来流速度对平板温度分布的影响。结果表明:无激光辐照时,高速气流中平板有较高的气动生热平衡温度,且平板-气流之间的换热系数随来流速度增大而增大;在平板前沿换热系数增长最快,沿平板长度方向增速趋于平缓。分析了激光辐照时高速气流中激光加热平板的温度分布情况,考察了来流速度不同时,气动生热、散热和激光辐照对平板温度的影响,给出了激光辐照后的温升情况和温度分布,分析了在不同速度来流下,对流散热、摩擦生热和激光加热之间的竞争关系,结果表明,平板温度具体分布主要是加热过程竞争的结果。  相似文献
5.
激光辐照下杂质诱导光学玻璃损伤的两种机理   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
 基于空间球对称热弹性理论,从热传导、热应力方程出发,计算了含强吸收杂质Pt的石英和K9玻璃在激光脉冲辐照下的温升场和应力分布,同时考虑杂质强吸收汽化相变行为,发现含强吸收杂质的光学玻璃的激光损伤,主要是由于温度梯度引起的热应力和杂质汽化蒸汽压的作用的结果。由于不同的热物理和力学性质,当杂质没有汽化时,石英玻璃中的热应力不会达到断裂强度,杂质汽化产生的压力是石英玻璃破坏的主要原因;对K9玻璃,即使杂质没有达到汽化温度,K9玻璃中的温度梯度产生的热应力也会超过其抗压强度而导致破裂,杂质汽化后的蒸汽压增大了破坏的程度。此外,分析了杂质颗粒大小对材料激光损伤阈值的影响,发现存在一个最有害的颗粒尺寸,含该颗粒尺寸杂质的材料激光损伤阈值最低。  相似文献
6.
Nd:YAG棒中的热光效应计算   总被引:1,自引:1,他引:0  
激光通过工作物质时所产生的热透镜以及应力双折射两种效应是高功率二极管泵浦激光器(DPL)的设计和优化过程中必需考虑的因素.讨论了采用有限差分光束传播法计算热透镜效应及结合材料的弹光系数矩阵计算应力双折射效应的一般方法,并具体针对长6 cm、均匀泵浦的NdYAG棒,计算了这两种效应对光束的影响.结果表明,由于热透镜的聚焦效应,棒中心的光场振幅在通过棒后增大了6%,棒中心与边缘产生了20个波长的相位差;同时,应力引起的双折射造成了约30%的功率损失.  相似文献
7.
陈发良 《计算物理》1994,11(3):269-277
分析受强激光照射和预内压联合作用的球壳的热力效应。在光强相对较低的情形,激光照射处理为过表面热流输入。推导了瞬态热传导解析解;并选取一组典型的几何及材料参数,针对一系列激光光强情形用大型有限元程序对热传导和热弹塑性变形作了数值计算。得到了热舆论传导的清晰的物理图象。讨论了壳体结构变形的控间分布和随时间的演变规律以及对激光光强和照射时间的依赖关系。  相似文献
8.
激光相变烧蚀二维程序LHAP2D的物理方案给出了空气环境中强激光引起的金属靶相变烧蚀的二维整体物理图像,并从固态物质、液体材料、气体对激光反射、折射和吸收规律,热能传递,状态方程等方面对所涉及的复杂物理过程进行了详细描述,最后给出了含相变的可压缩、多尺度、多相流体力学方程组。该方案还重点对激光能量在靶的固、液、汽三相和环境空气中的沉积律进行了理论描述,物质的状态方程用Sesame库。强激光与靶相互作用所涉及的物理过程的特征时空尺度相差很大(可达数个量级),并且还涉及空间上的强间断、大梯度分布和相变界面移动的动界面过程,对它进行数值模拟有极大的难度,尤其是扩展到二维情形以后。  相似文献
9.
 基于Pokker-Planck方程,建立一个描述短脉冲激光作用下电介质材料中导带电子能量分布随时间变化的模型,用数值方法计算电子能量分布与电子数密度随时间的演化过程,根据临界等离子体密度准则得到了不同激光脉冲宽度和波长下电介质材料(以SiO2为例)的破坏阈值。结果发现,尽管激光波长通过3种途径对材料破坏阈值的确定产生影响,但三者的共同作用导致在激光波长分别为1 060,800,532 nm时材料破坏阈值随脉宽变化曲线十分接近。讨论了碰撞电离、光致电离两种机制对材料激光破坏分别所起的作用:当激光脉宽大于1 ps时,碰撞电离对材料的破坏起主要作用;当激光脉宽小于1 ps时,光致电离对破坏阈值的影响越来越明显,但是碰撞电离仍然不可忽略,碰撞电离与光致电离同时起重要作用。  相似文献
10.
李东海  陈发良 《物理学报》2011,60(6):67804-067804
基于Fokker-Planck方程和激光传输方程建立超短脉冲激光在电介质材料中的传输及材料破坏理论模型,计算材料内不同位置处导带电子数密度及激光电场强度随时间的变化,进而得到激光的反射率、透射率及沉积率随激光能量密度的变化特征.选取导带电子数密度阈值作为材料破坏的判断条件,计算了不同激光能量密度下的破坏深度,发现破坏深度随激光能量密度的变化曲线呈现先增长后减小,讨论了激光能量沉积特性对破坏深度的影响.计算最大破坏深度随激光脉宽的变化发现,激光脉宽越短则最大破坏深度越小. 关键词: 超短脉冲激光 电介质材料 破坏深度 微观理论模型  相似文献
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