激光辐照光学材料热力效应的解析计算和损伤评估

摘要：

光学元件的损伤是高功率激光技术发展的一个瓶颈,为此以连续CO2激光辐照K9玻璃为例,研究了连续激光辐照光学材料的热力损伤机理.通过积分变换方法,求解热传导和热弹性力学方程组,由此得到激光辐照引起的温度场和热应力场的瞬态分布.研究中发现在高斯光束作用下,热扩散长度的概念不再适用,因此通过曲线拟合方法,推导出最大热应力的位置与辐照时间的关系,并由此计算出材料的损伤阈值.由于K9玻璃的应力损伤阈值小于熔融损伤阈值,因此当激光作用引起的环向热应力大于材料的抗拉强度时,材料发生永久性损伤,损伤形态为拉伸解理.将理论模型的相关结论与实验结果相对比,两者吻合得很好.

关键词：激光物理、激光与物质相互作用、热应力场、高斯光束、损伤阈值

所属期刊栏目：31

分类号：TN241(光电子技术、激光技术)

在线出版日期：2005-01-06（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：1455-1459