光學(xué)材料和薄膜激光熱效應(yīng)損傷研究.pdf

1、激光自出現(xiàn)以來一直朝著提高功率、擴(kuò)展波長范圍、縮短脈沖寬度以及全固態(tài)化、小型化的方向發(fā)展。目前，它已經(jīng)深入到國民經(jīng)濟(jì)、國防建設(shè)和人們?nèi)粘Ｉ畹拇蟛糠诸I(lǐng)域。由于激光系統(tǒng)中包含了大量的光學(xué)元件，涉及了大量光學(xué)介質(zhì)和薄膜。因而激光與光學(xué)介質(zhì)、光學(xué)薄膜的相互作用引起了極大的關(guān)注。高能激光系統(tǒng)中，由于一系列反射鏡和窗口組成的“光學(xué)鏈”，不同程度地吸收部分激光能量，產(chǎn)生溫升應(yīng)力和變形，影響著光束質(zhì)量和和遠(yuǎn)場傳輸，同時(shí)也對光學(xué)器件造成了損壞。

2、 目前研究光學(xué)元件的熱效應(yīng)大多以利用解析的方法，但是計(jì)算過于復(fù)雜而且能解出結(jié)果的情況只有極少數(shù)的簡單情況，本文采用有限元方法對這一問題進(jìn)行了分析。本文的研究工作主要有以下方面：(1)討論了激光損傷的典型實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象以及損傷機(jī)理(2)對脈沖激光入射物理模型為軸對稱的圓柱體模型的進(jìn)行了有限元離散化、單元分析和總體分析，得到了理論計(jì)算瞬態(tài)溫度場的方程。(3)運(yùn)用有限元仿真軟件ANSYS求解了高斯脈沖輻照軸對稱光學(xué)材料和薄膜的模型，得到了瞬態(tài)溫度場