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激光辐照光学薄膜研究进展

本文对激光与光学薄膜相互作用的原理做了简要介绍,从激光辐照光学薄膜时产生的光学、热学、声学以及力  (本文共6页) 阅读全文>>

天津大学
天津大学

光电系统的强激光破坏及防护技术研究

随着激光技术在军事领域中应用的日益广泛和深入,使现代战争充斥着激光的威胁。抛开已大量装备部队的激光测距机、激光雷达、激光照射器等不谈,用于攻击光电传感器的各类战术激光武器已大量装备于各军事强国。激光对人眼、光学系统、光电系统的破坏日益受到重视,光电系统的激光破坏及其防护技术已成为光电对抗领域中重要组成部分,并成为该研究领域的焦点。本论文在总装试验技术项目、军队科研项目和解放军军械工程学院重点基金等的资助下,开展了强激光对光学材料、光学元器件、光电探测器件和光电系统的干扰、破坏以及强激光防护技术的研究工作。本文的主要内容和创新点以下:1.系统建立了激光辐照的热力耦合理论模型以激光与物质相互作用和热传导方程为理论基础,首次系统建立了激光辐照的热力耦合理论模型,并对一维非稳态方程、二维非稳态(有限平顶光斑、高斯光斑)方程和三维非稳态温度方程进行理论分析和研究,推导出不同情况下激光辐照材料的温升和热应力方程,并进一步对激光辐照材料的熔融...  (本文共160页) 本文目录 | 阅读全文>>

中国工程物理研究院
中国工程物理研究院

激光辐照短波通截止膜的温升规律和损伤效应研究

结合课题研究需要,论文以典型光电装置中的光学系统的拼接棱镜入射面,即短波通截止膜面,作为研究对象,开展了不同波长、不同工作方式激光辐照短波通截止膜引起的温升规律和破坏效应的研究。利用ANSYS程序的热分析模块,计算了激光辐照短波通截止膜的温度场。采用红外热像仪测量温度数据,校正数值模拟计算结果,通过确定综合常数K,给出了激光辐照薄膜的温升规律,以及激光对薄膜的破坏效应,分析了由温度引起的热应力。主要研究结果如下:1.短波通截止膜的破坏特点结合激光对短波通截止膜温度场的计算,叙述了激光辐照多层薄膜元件产生的温度场理论。由多层薄膜的驻波场理论,得到温度与驻波场幅度成正比,薄膜首先从温度高的位置产生破坏。由于薄膜内驻波场幅度不一定在外层薄膜处最大,激光对多层薄膜的破坏并不一定发生在薄膜表面。因此,多层薄膜的驻波场结构对薄膜的破坏效应产生重要影响。2.薄膜破坏时间和失效温度的确定通过开展激光辐照短波通截止膜的失效阈值和破坏效应实验研究,...  (本文共64页) 本文目录 | 阅读全文>>

四川大学
四川大学

10.6 μm激光辐照下光学薄膜热畸变和微弱吸收的研究

光学薄膜吸收的存在,是限制高能激光发展的主要因素之一。它的存在,不仅影响薄膜的光学质量,更会造成激光在薄膜内的热沉积。特别是在高功率激光作用下,即使十分微弱的吸收也足以导致薄膜元件的灾难性破坏。因此,有必要对光学薄膜的这种平均吸收及局部吸收进行精确、快速、实时的检测。目前,广泛使用的测量弱吸收的方法有光热偏转技术和表面热透镜技术。研究的激光波段主要集中在紫外、可见光和近红外波段。而对中远红外波段的研究较少。而且,随着高功率CO_2激光器应用的日益广泛,特别是国内外有关CO_2激光大气传输研究工作的进展以及红外波段窗口材料的研究,使10.6μm激光辐照下光学薄膜热畸变和微弱吸收研究具有重要意义。因此,本文对10.6μm CO_2激光辐照下的样品的热畸变和微弱吸收进行了研究。完成的工作主要有以下几部分:1.建立了激光辐照下介质多层膜的温度场计算模型,编制了计算程序,并用美国斯坦福大学的计算结果进行了详细校核,证实了所编制程序的正确性...  (本文共68页) 本文目录 | 阅读全文>>

南京理工大学
南京理工大学

不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析

本文从理论分析、数值模拟及实验研究方面对脉宽为fs、ns、ms激光致光学薄膜元件的损伤特性和机理进行研究。在脉宽为ms激光对增透膜和反射膜元件损伤实验的基础上,建立了改进型缺陷分析模型,结合热应力分析得到的结果显示,增透膜损伤由表面缺陷主导,反射膜损伤由内部缺陷主导;进而定义了积分吸收比参量η,并提出当叩1时,薄膜元件与反射膜损伤类似。建立了脉宽为ns激光辐照光学薄膜元件的一维半无限大模型,结合薄膜系统电场分布,提出了激光辐照多层薄膜元件温度场的数学解法;计算和实验验证结果显示,多层介质反射膜具有分层破坏特性,单层金属膜损伤阈值随膜层厚度递增进而保持不变;所提出的数学解法较常用的有限元算法具有计算快、运算量小、可适合大尺寸模型等特点。采用fs激光辐照金属膜的双温热传导和介质膜电离理论,结合薄膜中实际电场分布,得到了金属、介质及金属-介质薄膜元件损伤阈值分析方法;研究结果表明,金属-介质薄膜反射元件在超短脉宽激光系统中的应用更具有...  (本文共120页) 本文目录 | 阅读全文>>

长春理工大学
长春理工大学

空心激光与光学薄膜作用产生温度场的数值模拟与分析

众所周知,光学薄膜作为可改变光束传输特性的光学器件已被广泛的应用在光学仪器、照明设备和光通信等方面。研究能量特殊分布的激光作用于光学薄膜所产生热和应力现象具有重要意义。为考察空心激光辐照下光学薄膜的温度场及应力场分布特征,本文基于传热学及弹性力学理论,建立空心激光辐照光学薄膜产生的温度场与应力场物理模型。利用有限元方法数值求解热传导方程和热弹性方程,获得在任意时刻下膜层和基底的温度场与应力场。借助于所建物理模型,本文对增透膜和高反膜两种情况分别进行讨论,系统研究并总结了在空心激光作用下温度与应力的分布特征,以及空心激光能量密度、暗斑半径对目标材质温度和应力影响规律。通过对数值结果的分析发现:在空心激光辐照期间,温度和应力均存在环形分布特征,在暗斑半径附近温度和应力出现峰值,增大激光能量和减小暗斑半径均可以提高温度和应力强度。由于空心激光能量的空间分布特点,光学薄膜不同位置上温度随时间的变化趋势存在明显差异,在光学薄膜中心点处有能...  (本文共53页) 本文目录 | 阅读全文>>