脈沖激光對光電探測器損傷效應的研究.pdf

1、本文以光電探測器作為研究對象，開展了不同脈沖寬度，不同能量密度的脈沖激光輻照光電探測器引起的溫升規(guī)律和熱應力損傷效應的研究。根據(jù)經(jīng)典熱傳導方程和熱應力的基本方程，建立了脈沖激光輻照下探測器材料中瞬態(tài)溫度場和熱應力場的物理模型。在該模型的基礎上模擬了介質中的溫度場和熱應力場瞬態(tài)分布，分析了脈沖激光對探測器材料的熱應力損傷的機理。利用ANSYS程序的熱分析模塊和熱應力耦合模塊，數(shù)值分析ps和ns脈沖激光輻照下 K9玻璃的瞬態(tài)溫度場，以及相應

2、的瞬態(tài)熱應力場。仿真結果表明，K9玻璃沿徑向產(chǎn)生很大的溫度梯度，激光能量密度越大，材料中心的溫度越高，中心的應力也越高。脈沖激光對K9玻璃的損傷主要是熱應力損傷，熱應力損傷的壓應力起主要作用。激光能量密度越大，材料越容易受到損壞。通過數(shù)值分析初步得到了ps和ns脈沖激光輻照下K9玻璃的損傷閾值，并與實驗所得閾值數(shù)據(jù)作比較，結果表明，應力損傷比熱損傷更適合作為判斷損傷閾值的依據(jù)。本文還進行了脈沖激光輻照有濾光薄膜元件的溫度場和熱應力場數(shù)值