紫外激光诱导光学元件损伤中的应力行为研究

发布时间：2024-02-23 12:10

　　在激光驱动惯性约束核聚变(ICF)工程中,紫外激光引发的光学元件损伤问题,是限制高功率固体激光装置负载能力的一个主要瓶颈。光学元件紫外激光损伤的机理涉及诸多物理过程,且极其复杂,已成为ICF激光驱动器工程研究亟需突破的关键点。目前国内外对于紫外激光诱导光学元件损伤的研究,多侧重于不同加工工艺下光学元件损伤阈值的测定、元件表面初始微缺陷的表征和检测、损伤核心区域显微形貌以及损伤过程中材料物态变化的分析等等。然而,对于造成损伤材料最终碎裂、剥离,并在远大于损伤核尺度的范围内形成应力分布和传播的力学波行为,包括这些出现于损伤过程中的力学波的种类、分布、强度和传播规律,尚无完整清晰的阐述。本文基于泵浦-探测法基本原理,采用正交偏振光弹法,设计并搭建了测量损伤应力波的纳秒级时间分辨成像光学系统,以此获取熔石英与KDP晶体元件后表面的损伤应力波动态行为图像。进而,采用光测力学手段,获得了熔石英材料激光诱导损伤过程中的应力强度量级,得到材料体内应力波的分布结构,以及各种应力波衰减演化行为等系列实验结果。研究结果表明:工程上紫外激光辐照下,元件出现损伤主要受缺陷诱导机理作用;紫外激光作用下,KDP晶体...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1ICF激光驱动装置示意图[4]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-1-第1章绪论1.1研究的目的和意义惯性约束核聚变（ICF，InertialConfinementFusion）激光驱动器工程，是当今世界上高功率固体激光领域规模最大，且集中了行业最高技术成就的激光工程。作为解决人类能源问题的一条重要潜在途径[1-....

图1-2Russo和Mao等人的实验光路示意图[11-12]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-3-1.2.1激光诱导损伤动态行为探测实验方法研究为了进一步探索观测激光诱导损伤动态发展过程，阐明损伤机理，人们开始设计，调整新的实验技术手段，其中主要的代表是时间分辨的阴影成像探测系统。1999年，美国劳伦斯伯克利实验室的Russo和中科院的Ma....

图1-3Russo和Mao等人的实验结果[11-12]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-3Russo和Mao等人的实验结果[11-12]2010年，美国利弗莫尔国家重点实验室的Negres等人[13]的团队对熔石英体内损伤的形态变化进行了动态图像捕获。实验给出的熔石英体内损伤形态从55ns至500μs发展的时序图如图1-4所....

图1-4熔石英体内损伤形态发展时序图[13]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-4-图1-3Russo和Mao等人的实验结果[11-12]2010年，美国利弗莫尔国家重点实验室的Negres等人[13]的团队对熔石英体内损伤的形态变化进行了动态图像捕获。实验给出的熔石英体内损伤形态从55ns至500μs发展的时序图如图1-4所....

本文编号：3907473