1064nm激光致熔石英损伤的数值模拟研究

发布时间：2018-04-14 18:47

  本文选题：熔石英 + 热应力　； 参考：《强激光与粒子束》2017年04期

【摘要】：为了研究1064nm激光对增透熔石英的热应力损伤机理以及等离子体分布等效应。基于热传导和气体动力学理论,探究了毫秒激光对增透熔石英的热应力损伤和致燃损伤的理论模型,利用comsol软件模拟了1064nm激光作用增透熔石英时材料内部的热损伤、应力损伤以及激光支持燃烧波,模拟结果表明在激光光斑半径区域内,温升较为明显,形成较大的温度梯度,激光作用区域受热膨胀,其余区域会对膨胀发生抵制,因此材料内部产生应力,其中上表面的径向应力、环向应力在激光光斑边缘附近达到最大值,应力损伤应该先从辐照中心点或激光光斑边缘附近产生,同时发现等离子体的传播是稳态的,燃烧波的最大速度发生在最初时刻,并随着扩散时间逐渐变低。
[Abstract]:In order to study the thermal stress damage mechanism and plasma distribution of antireflective fused quartz by 1064nm laser.Based on the theory of heat conduction and gas dynamics, the theoretical model of thermal stress damage and ignition damage of antireflective fused quartz by millisecond laser is studied. The thermal damage inside the material is simulated by comsol software.Stress damage and laser-supported combustion wave, the simulation results show that the temperature rise is more obvious in the laser spot radius region, forming a large temperature gradient, the laser action region is heated expansion, the other regions will resist expansion.Therefore, the stress inside the material, in which the radial stress and the circumferential stress on the upper surface reach the maximum near the laser spot edge, the stress damage should first occur from the irradiation center or the laser spot edge.It is also found that the plasma propagates stably and the maximum velocity of the combustion wave occurs at the initial moment and decreases gradually with the diffusion time.
【作者单位】： 长春理工大学理学院;
【分类号】：TN249

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 苗心向;袁晓东;王海军;吕海兵;王成程;郑万国;;熔石英表面铜膜污染物诱导损伤实验研究[J];强激光与粒子束;2008年09期

2 尹伟;祖小涛;蒋晓东;袁晓东;吕海兵;王成程;郑万国;;经355nm激光预处理后熔石英的损伤增长[J];原子能科学技术;2009年09期

3 花金荣;蒋晓东;祖小涛;李莉;陈猛;袁晓东;郑万国;;熔石英亚表面横向划痕调制作用的3维模拟[J];强激光与粒子束;2010年07期

4 苗心向;袁晓东;程晓锋;贺少勃;郑万国;;表面污染物诱导熔石英损伤的热力学数值模拟[J];激光技术;2011年02期

5 章春来;王治国;向霞;刘春明;李莉;袁晓东;贺少勃;祖小涛;;熔石英后表面坑点型划痕对光场调制的近场模拟[J];物理学报;2012年11期

6 王积方,李华丽,唐汝明,查济璇,何寿安;熔石英的弹性模量和超声状态方程[J];物理学报;1982年10期

7 齐亚范,方敬忠;φ410mm轻型熔石英反射镜[J];光电工程;1999年01期

8 李仲伢,程雷,李成富;熔石英玻璃和白宝石晶体激光损伤的研究[J];中国激光;2002年10期

9 郭少锋,林文雄,陆启生,林宗志,邓少永;熔石英相位共轭镜无损工作状态分析[J];强激光与粒子束;2005年S1期

10 徐世珍;吕海兵;田东斌;蒋晓东;袁晓东;祖小涛;郑万国;;酸蚀深度对熔石英三倍频激光损伤阈值的影响[J];强激光与粒子束;2008年05期

相关会议论文 前5条

1 段利华;;熔石英在3ω激光下输入输出面的阈值分析[A];第五届中国功能材料及其应用学术会议论文集Ⅰ[C];2004年

2 蒋晓东;;熔石英表面功能化处理技术研究进展[A];中国工程物理研究院科技年报（2010年版）[C];2011年

3 段利华;廖克俊;万步勇;陈宁;胡建平;张问辉;;化学处理对熔石英表面抗激光损伤阈值的影响[A];海峡两岸第二届工程材料研讨会论文集[C];2004年

4 江天;程湘爱;;DF激光辐照下熔石英的温度场与应力场[A];第九届全国物理力学学术会议论文集[C];2009年

5 周礼书;杨李茗;杨春林;;湿法化学刻蚀技术[A];中国工程物理研究院科技年报（2002）[C];2002年

相关博士学位论文 前4条

1 蒋晓龙;强激光系统熔石英基底的处理技术研究[D];中国科学技术大学;2015年

2 于景侠;CO_2激光辐照熔石英材料的热力学和动力学模拟[D];电子科技大学;2015年

3 钟勉;辐照对蓝宝石、熔石英光学和激光损伤特性的影响[D];电子科技大学;2016年

4 章春来;亚表面缺陷和杂质诱导光增强的模拟及其检测和控制研究[D];电子科技大学;2012年

相关硕士学位论文 前10条

1 王亚男;熔石英玻璃塑性域微铣削工艺基础及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

2 O@昊;熔石英表面污染物粘附机理及洁净度表征方法研究[D];哈尔滨工业大学;2015年

3 田润妮;熔石英体内杂质对激光光场调制的研究[D];西南科技大学;2015年

4 倪锐芳;熔石英玻璃的SBS效应及界面结构对损伤过程影响研究[D];西南科技大学;2015年

5 田野;紫外熔石英光学元件加工缺陷钝化工艺研究[D];国防科学技术大学;2013年

6 杨威;强激光作用下终端光学组件颗粒污染物的吸附及实验研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

7 陈文洋;熔石英表面纳结构对污染物的吸附及脱附的影响研究[D];哈尔滨工业大学;2016年

8 周庆岩;熔石英修复形貌对三倍频激光传输过程相位调制的影响[D];电子科技大学;2016年

9 宋文亮;温度效应对强激光辐照下材料性质影响的研究[D];电子科技大学;2016年

10 殷玉春;酸蚀刻熔石英过程中再沉积物形成机理研究[D];西南科技大学;2016年

，

本文编号：1750555