1064nm纳秒激光对熔石英元件后表面击穿的实验与数值研究

发布时间：2017-08-25 04:34

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【摘要】：对1064 nm纳秒激光辐照下熔石英元件后表面损伤过程进行了时间分辨诊断.利用基于偏振原理的单发双帧阴影成像系统捕捉了脉冲上升沿开始到数百纳秒尺度内的瞬态材料响应,并结合剪切干涉成像系统分析了空气端等离子体微喷现象.结果表明,损伤在脉冲上升沿就己经发生,此时空气端等离子体的膨胀速度高达20 km/s,同时材料内部也存在高速扩张的不透明损伤区域,但其扩张过程在脉冲结束后迅速停止;损伤发生后数十纳秒后,空气端出现大量中性物质喷发基于激光支持的固态吸收波前模型与相爆炸理论对这些现象进行了讨论.对空气端等离子体扩张过程进行了数值模拟,结果表明空气端等离子体压强、温度与密度等参数值随延迟增加迅速下降,其瞬态压强最高达600 MPa;模拟结果还预测了向内扩张的内激波的形成.研究结果对理解熔石英元件的损伤机理有重要意义.
【作者单位】： 国防科学技术大学光电科学与工程学院;国防科学技术大学高性能计算国家重点实验室;国防科学技术大学机电工程与自动化学院;
【关键词】： 熔石英 激光损伤 抽运探测 激光等离子体
【基金】：国防科技大学光电科学与工程学院科研基金(批准号:0100070014007)资助的课题~~
【分类号】：TQ127.2;TN24
【正文快照】： 1引言高功率激光诱导的光学材料损伤现象尽管已研究多年[1-3],但人们对其本质机理的认识仍十分有限.主要原因有两点:一是激光损伤过程涉及光学、热力学、材料力学、气动力学和流体动力学等知识,是真正的多物理场耦合问题,建模难度极大;二是光学材料损伤现象丰富,包含从电子激

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本文编号：735100