气泡与微结构对熔石英和吸收玻璃激光损伤阈值影响研究
发布时间：2021-04-26 15:42
如何提高惯性约束聚变装置中非晶SiO2光学元件的激光损伤阈值已经成为限制ICF（Inertial Confinement Fusion）中能量密度提升的关键问题。熔石英和吸收玻璃作为惯性约束聚变装置中最为常用的非晶SiO2光学元件,随着激光能量密度的不断提高,其气泡与表面微结构已经成为降低光学元件激光损伤阈值不可忽视的重要影响因素。光学元件损伤后不仅降低了通光质量和负载提升,其损伤粒子附着在装置上还会引发二次损伤,严重降低惯性约束聚变装置的寿命,限制ICF技术的发展。因此,研究熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构对其激光损伤阈值的影响具有十分重要的实际意义。本文研究了熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构对其激光损伤阈值的影响,探究了熔石英在熔融态流体中气泡的力学特性和运动状态仿真分析;针对熔石英和吸收玻璃中双气泡耦合问题,建立双气泡耦合光场分析模型,仿真分析双气泡耦合参数对其激光损伤阈值的影响规律;针对熔石英和吸收玻璃中气泡与微结构耦合问题,研究了气泡与矩形、锯齿微结构的耦合及耦合参数对其激光损伤阈值的影响规律;在实验上对双气泡耦合、气泡与微结构耦合的损...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题的研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 激光诱导材料损伤研究现状
1.2.2 微纳结构的激光损伤研究现状
1.2.3 含有气泡的熔石英光学元件的激光损伤研究现状
1.2.4 国内外文献综述简析
1.3 主要研究内容
第2章 熔石英熔融制造过程中气泡形状和运动状态分析
2.1 引言
2.2 熔石英熔融状态下气泡力学特性分析
2.3 熔石英熔融态下气泡运动状态仿真分析
2.3.1 理论基础
2.3.2 模型建立
2.3.3 仿真结果分析
2.4 本章小结
第3章 双气泡对熔石英和吸收玻璃激光损伤阈值的分析
3.1 引言
3.2 Mie散射理论
3.3 模型建立
3.4 双气泡在熔石英中激光耦合效应仿真研究
3.5 双气泡在吸收玻璃中激光耦合效应仿真研究
3.6 本章小结
第4章 气泡与微结构耦合对熔石英和吸收玻璃激光损伤阈值的分析
4.1 引言
4.2 熔石英中气泡与微结构耦合作用仿真研究
4.2.1 气泡与矩形槽耦合仿真分析
4.2.2 气泡与锯齿槽耦合仿真分析
4.3 吸收玻璃中气泡与微结构耦合作用仿真研究
4.3.1 气泡与矩形槽耦合仿真分析
4.3.2 气泡与锯齿槽耦合仿真分析
4.4 本章小结
第5章 双气泡耦合以及气泡与微结构耦合的熔石英激光损伤实验
5.1 引言
5.2 激光损伤实验设计
5.3 激光损伤实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛光过程中光学元件表面划痕的形成和控制[J]. 汤文龙,梁尚娟,焦翔,樊全堂,尹进,朱健强. 中国激光. 2019(12)
[2]高功率激光装置熔石英紫外损伤增长研究[J]. 韩伟,冯斌,郑奎兴,朱启华,郑万国,巩马理. 物理学报. 2016(24)
[3]纳秒激光脉冲对吸收玻璃烧蚀的烧蚀特性研究[J]. 李小魁,陈朝阳,张秋慧. 激光杂志. 2016(10)
[4]划痕型缺陷对光场质量的影响[J]. 任寰,姜宏振,刘旭,刘勇,杨一,陈波,郑万国,朱日宏. 强激光与粒子束. 2014(09)
[5]熔石英光学元件激光阈值提升仿真与工艺研究[J]. 田野,彭小强,石峰,胡皓. 航空精密制造技术. 2013(05)
[6]光学元件亚表面损伤的激光散射仿真研究[J]. 田爱玲,王辉,王春慧. 中国激光. 2013(09)
[7]高功率激光驱动器终端光学组件研究现状[J]. 李富全,韩伟,王芳,张小民,魏晓峰,冯斌,向勇,贾怀庭,李恪宇. 激光与光电子学进展. 2013(06)
[8]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 2013(03)
[9]纳秒激光诱导熔石英光学玻璃的损伤增长[J]. 邱荣,王俊波,任欢,李晓红,施鹏程,刘浩,马平. 强激光与粒子束. 2012(05)
[10]裂纹或气泡对熔石英损伤修复坑场调制的近场模拟[J]. 章春来,刘春明,向霞,戴威,王治国,李莉,袁晓东,贺少勃,祖小涛. 物理学报. 2012(12)
博士论文
[1]高功率纳秒激光诱导熔石英元件损伤动力学研究[D]. 沈超.国防科学技术大学 2016
[2]耐高温窗口增透技术研究[D]. 尚鹏.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2015
[3]熔石英光学元件表面损伤修复的理论和实验研究[D]. 蒋勇.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]微纳结构及污染物对Al2O3表面激光损伤的影响研究[D]. 秦建波.哈尔滨工业大学 2018
[2]垂直上升管中气泡动力学特性实验研究[D]. 刘柳.中南大学 2013
[3]黏性流体中气泡的运动特性[D]. 郭容.北京化工大学 2009
[4]全息亚波长抗反射光栅的制作与特性分析[D]. 赵凤梅.厦门大学 2009
[5]大口径熔石英元件表面激光损伤特性研究[D]. 黄晚晴.中国工程物理研究院 2009
本文编号：3161675
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：67 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题来源及研究的背景和意义
1.1.1 课题来源
1.1.2 课题的研究背景和意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 激光诱导材料损伤研究现状
1.2.2 微纳结构的激光损伤研究现状
1.2.3 含有气泡的熔石英光学元件的激光损伤研究现状
1.2.4 国内外文献综述简析
1.3 主要研究内容
第2章 熔石英熔融制造过程中气泡形状和运动状态分析
2.1 引言
2.2 熔石英熔融状态下气泡力学特性分析
2.3 熔石英熔融态下气泡运动状态仿真分析
2.3.1 理论基础
2.3.2 模型建立
2.3.3 仿真结果分析
2.4 本章小结
第3章 双气泡对熔石英和吸收玻璃激光损伤阈值的分析
3.1 引言
3.2 Mie散射理论
3.3 模型建立
3.4 双气泡在熔石英中激光耦合效应仿真研究
3.5 双气泡在吸收玻璃中激光耦合效应仿真研究
3.6 本章小结
第4章 气泡与微结构耦合对熔石英和吸收玻璃激光损伤阈值的分析
4.1 引言
4.2 熔石英中气泡与微结构耦合作用仿真研究
4.2.1 气泡与矩形槽耦合仿真分析
4.2.2 气泡与锯齿槽耦合仿真分析
4.3 吸收玻璃中气泡与微结构耦合作用仿真研究
4.3.1 气泡与矩形槽耦合仿真分析
4.3.2 气泡与锯齿槽耦合仿真分析
4.4 本章小结
第5章 双气泡耦合以及气泡与微结构耦合的熔石英激光损伤实验
5.1 引言
5.2 激光损伤实验设计
5.3 激光损伤实验结果分析
5.4 本章小结
结论
参考文献
攻读学位期间发表论文及其它成果
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]抛光过程中光学元件表面划痕的形成和控制[J]. 汤文龙,梁尚娟,焦翔,樊全堂,尹进,朱健强. 中国激光. 2019(12)
[2]高功率激光装置熔石英紫外损伤增长研究[J]. 韩伟,冯斌,郑奎兴,朱启华,郑万国,巩马理. 物理学报. 2016(24)
[3]纳秒激光脉冲对吸收玻璃烧蚀的烧蚀特性研究[J]. 李小魁,陈朝阳,张秋慧. 激光杂志. 2016(10)
[4]划痕型缺陷对光场质量的影响[J]. 任寰,姜宏振,刘旭,刘勇,杨一,陈波,郑万国,朱日宏. 强激光与粒子束. 2014(09)
[5]熔石英光学元件激光阈值提升仿真与工艺研究[J]. 田野,彭小强,石峰,胡皓. 航空精密制造技术. 2013(05)
[6]光学元件亚表面损伤的激光散射仿真研究[J]. 田爱玲,王辉,王春慧. 中国激光. 2013(09)
[7]高功率激光驱动器终端光学组件研究现状[J]. 李富全,韩伟,王芳,张小民,魏晓峰,冯斌,向勇,贾怀庭,李恪宇. 激光与光电子学进展. 2013(06)
[8]惯性约束聚变装置总体布局和结构设计[J]. 朱明智,王美聪,陈晓娟,吴文凯,陈刚. 光学精密工程. 2013(03)
[9]纳秒激光诱导熔石英光学玻璃的损伤增长[J]. 邱荣,王俊波,任欢,李晓红,施鹏程,刘浩,马平. 强激光与粒子束. 2012(05)
[10]裂纹或气泡对熔石英损伤修复坑场调制的近场模拟[J]. 章春来,刘春明,向霞,戴威,王治国,李莉,袁晓东,贺少勃,祖小涛. 物理学报. 2012(12)
博士论文
[1]高功率纳秒激光诱导熔石英元件损伤动力学研究[D]. 沈超.国防科学技术大学 2016
[2]耐高温窗口增透技术研究[D]. 尚鹏.中国科学院研究生院（光电技术研究所） 2015
[3]熔石英光学元件表面损伤修复的理论和实验研究[D]. 蒋勇.电子科技大学 2012
硕士论文
[1]微纳结构及污染物对Al2O3表面激光损伤的影响研究[D]. 秦建波.哈尔滨工业大学 2018
[2]垂直上升管中气泡动力学特性实验研究[D]. 刘柳.中南大学 2013
[3]黏性流体中气泡的运动特性[D]. 郭容.北京化工大学 2009
[4]全息亚波长抗反射光栅的制作与特性分析[D]. 赵凤梅.厦门大学 2009
[5]大口径熔石英元件表面激光损伤特性研究[D]. 黄晚晴.中国工程物理研究院 2009
本文编号：3161675
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