光學材料和薄膜激光熱效應損傷研究.pdf

1、激光自出現(xiàn)以來一直朝著提高功率、擴展波長范圍、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、國防建設和人們?nèi)粘Ｉ畹拇蟛糠诸I域。由于激光系統(tǒng)中包含了大量的光學元件，涉及了大量光學介質(zhì)和薄膜。因而激光與光學介質(zhì)、光學薄膜的相互作用引起了極大的關注。高能激光系統(tǒng)中，由于一系列反射鏡和窗口組成的“光學鏈”，不同程度地吸收部分激光能量，產(chǎn)生溫升應力和變形，影響著光束質(zhì)量和和遠場傳輸，同時也對光學器件造成了損壞。

2、 目前研究光學元件的熱效應大多以利用解析的方法，但是計算過于復雜而且能解出結(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驗現(xiàn)象以及損傷機理(2)對脈沖激光入射物理模型為軸對稱的圓柱體模型的進行了有限元離散化、單元分析和總體分析，得到了理論計算瞬態(tài)溫度場的方程。(3)運用有限元仿真軟件ANSYS求解了高斯脈沖輻照軸對稱光學材料和薄膜的模型，得到了瞬態(tài)溫度場