工程陶瓷表面抗激光损伤能力研究
本文选题:高功率激光器 + 激光技术 ; 参考:《光子学报》2017年10期
【摘要】:实验研究了纳秒激光辐照下不同材料的工程陶瓷表面的抗激光损伤能力,并与不锈钢、铝合金等金属材料进行了对比.结果表明,不同材料的工程陶瓷表面抗激光损伤特性不同;氧化铝陶瓷的损伤阈值最高,氮化硅陶瓷的损伤阈值较低.与金属材料相比较,工程陶瓷表面损伤阈值比不锈钢和铝合金高.由于材料的熔点和热传导率等热力学特性不同,不同的陶瓷材料具有不同的损伤阈值和损伤形貌.理论分析了不同材料抗激光损伤阈值的差异;陶瓷材料的吸收系数远远小于金属材料,吸收系数通过影响能量沉积区域和有效热扩散速率影响材料温度的演化过程,最终影响着材料的激光损伤阈值和损伤特性.实验结果为高功率激光装置中对抗激光损伤能力要求较高的机械支撑材料的选择提供了指导.
[Abstract]:The laser damage resistance of different materials under nanosecond laser irradiation was studied and compared with stainless steel and aluminum alloy. The results show that the surface damage resistance of engineering ceramics with different materials is different, the damage threshold of alumina ceramics is the highest, and that of silicon nitride ceramics is lower. Compared with metallic materials, the surface damage threshold of engineering ceramics is higher than that of stainless steel and aluminum alloy. Because of the different thermodynamic properties such as melting point and heat conductivity, different ceramic materials have different damage threshold and morphology. The difference of laser damage threshold of different materials is analyzed theoretically, the absorption coefficient of ceramic material is much smaller than that of metal material, and the absorption coefficient affects the evolution process of material temperature by influencing the energy deposition area and the effective thermal diffusion rate. Finally, the laser damage threshold and damage characteristics of the material are affected. The experimental results provide guidance for the selection of mechanical support materials which are required to resist laser damage in high power laser devices.
【作者单位】: 上海大学机电工程与自动化学院;中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光物理重点实验室;
【基金】:中国科学院高功率激光物理重点实验室基金(No.CXJJ-16S040) 脉冲功率激光技术国家重点实验室开放研究基金(No.SKL2014KF05) 国家自然科学基金青年科学基金项目(No.61505228)资助~~
【分类号】:TN249
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本文编号:1919273
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