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在ns激光辐照光学薄膜温度分布的基础上,利用最大剪应力理论建立了光学薄膜发生迎光剥落的理论模型,得到了发生损伤相应的应力分布和膜层剥落半径与入射激光能量关系.通过数值分析,验证了理论模型与实验结果基本保持一致,膜层临界损伤阈值与实验结论在数量级上保持一致;剥落半径与入射能量关系曲线与实验结果基本吻合.指出薄膜的损伤形态与其附着力强度有着密切关系,只有当附着力强度小于某一定值(~9.4×10^4N/cm^2)时,才会发生剥落. 相似文献
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连续激光辐照GaAs材料损伤的数值模拟计算 总被引:2,自引:2,他引:0
基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明,在连续激光辐照下,GaAs材料可能会发生分解损伤,激光功率越高,材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致,说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性. 相似文献
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利用有限元法对脉冲CO2激光辐照K9玻璃样品中的温度和应力分布进行了数值分析。对半径为20mm、厚为2mm的圆盘样品的计算结果表明,K9玻璃的损伤由环向应力控制,体损伤先于面损伤产生,且光斑半径和脉冲数目对损伤闽值有较大的影响,在激光光斑半径为5mm,脉宽为10肛s的条件下K9玻璃的单脉冲CO2激光的损伤闽值为0.5J,相应的能量密度为0.637 J/cm^2。损伤闽值随光斑半径的增大而增大,随脉冲数目的增加而变小。讨论了样品半径和厚度对损伤结果的影响,结果表明样品半径在10-20mm范围内所产生的拉伸应力较小。 相似文献
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光学材料的多脉冲激光损伤研究 总被引:5,自引:0,他引:5
研究了ZF2玻璃多脉冲与单脉冲激光损伤,分析了多脉冲损伤阈值与脉冲数,脉冲间隔的关系,进行了多脉冲损伤机理的分析,得出多脉冲损伤是热和缺陷累积共同作用最终促成雪崩击穿的结果,并提出了提高抗多脉冲激光损伤的方法。 相似文献
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利用二元相位光栅的特点,设计一个具有特定相位分布的相位光栅,在单色波的照明下,使某些特定位置的菲涅耳像变成一个振幅光栅即光斑阵列。如果该光斑阵列的光强按照一定关系分布,将阵列光斑作用于实验样品上,能确定出各个光斑对应的损伤,就能从一次激光脉冲辐照中得出样品损伤阈值。激光光束为高斯光束,入射高斯光束通过二元相位光栅分解成类高斯分布的点阵并对样品进行辐照,研究衍射点阵中各点的一阶峰值能量密度分布和样品的损伤情况,可以单脉冲激光确定光学薄膜的损伤阈值。 相似文献
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光学窗口材料激光辐照热-力效应的解析计算研究 总被引:9,自引:0,他引:9
建立了高功率连续激光辐照透明光学材料的热力学模型,通过积分变换方法求解三维热传导方程,得出了激光辐照引起的瞬态温度场分布的精确解析解,并在此基础上进一步求得热应力场的瞬态分布。以1.315μm的高能氧碘激光辐照熔石英玻璃为例,计算了熔石英在激光辐照下的温度场与热应力场分布,分析了其激光损伤机理。研究结果表明由于熔石英具有优良的热稳定性,温度不均匀分布所产生的热应力相对较小,激光损伤主要是受辐照区域温度值超过材料熔点发生熔融破坏。理论分析结果与相关的实验结论一致,说明所建立激光辐照效应模型的合理性。 相似文献
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光学材料连续波激光热—力破坏效应 总被引:8,自引:2,他引:6
着重研究连续波激光对光学窗口材料的热-力破坏,由于激光对光学材料的不均匀加热,造成材料内部产生热应力,而加热的进一步发展,可诱发材料宏观破坏,热-力破坏与激光辐照功率和材料本身热性质有关。文中还研究了玻璃钢化对材料抗激光损伤的影响。 相似文献
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为了满足快速、精确、定量地测量薄膜激光损伤阈值的要求,设计了平顶激光束诱导薄膜损伤阈值测量系统.介绍了损伤阈值测量的原理和方法,提出二分查找与顺序查找相结合的能量密度查找方式;根据分光镜的分光比及能量探测器示值求解辐照激光能量,用CCD成像法精密测量了作用在薄膜表面的激光光斑面积;基于小波变换法,通过图像处理精确识别了薄膜的损伤;建立能量密度与损伤几率坐标并进行最小二乘法拟合,对损伤阈值进行了标定.对45°高反射膜分别进行了高斯光束辐照和平顶光束辐照的测量实验,结果表明:高斯光束辐照测量的损伤阈值为9.95J/cm~2,平顶光束辐照测量的损伤阈值为13.98J/cm~2,平顶光束诱导比高斯光束诱导的损伤阈值高40.5%. 相似文献
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