光学薄膜强激光热力耦合损伤研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 胡海洋 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2001 |
| 授予单位 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 |
| 导师 | 范正修 |
| 关键词 | 光学薄膜 激光损伤 损伤阈值 温度场 激光预处理 吸收 光热偏转技术 表面热透镜技术 |
| 中文摘要 | 本文围绕光学薄膜的激光损伤的研究，提出了基于热力耦合破坏的温度场理论及其分析计算方法，以此建立了表面吸收和界面吸收理论模型，通过上述模型及分析手段，研究了不同膜繁系结构温度场分布规律，以求增强薄膜体系的激光对抗能力。并采用温度场理论和薄膜力学破坏的离散元模型，模拟了破坏的发生和发展过程，首次实现了激光与光学薄膜相互作用过程的热力耦合实验研究和理论分析。围绕光学薄膜的激光损伤阈值增强研究，我们建立的符合国际规范的激光损伤阈值测试装置，论述了薄膜制备手段、材料工艺参数以及膜系设计等方面因素对激光损伤阈值的影响，总结了相关规律。并在国内率先开展了光学薄膜的激光预处理研究，建立并发展了光学薄膜的小光斑扫描激光预处理实验装置，针对ZrO_2:Y_2O_3/SiO_2多层膜获得了岭几率损伤阈值> 30J/cm~2(1064nm, 1ns)高性能薄膜。建立了一套基于表面热透镜技术的用于薄膜和表面吸收、热缺陷探测以及激光对薄膜和材料破坏的热过程研究的光热测量装置，基于菲涅尔衍射理论，我们对表面热透镜技术进行了详细的理论分析与实验研究，并以此装置参加了Round Robin光学薄膜微弱吸收联合实验，取得了美国Lawrence Livermore实验室的认可。研究了遥感卫星中窄带干涉滤光片的破坏特性，测量了它们的破坏阈值及吸收特性，首次提出了存在于滤光片特有的激光损伤规律。采用了多种分析测试手段，详细研究了带SiO_2保护膜层高反射膜激光损伤及破坏发展的形貌，发现了许多非常有意义的现象，得到很多有价值的信息。并通过热力耦合分析手段对现象进行了详实的解释，首次提出热爆炸损伤机制。 |
| 英文摘要 | Following the proposal of Temperature Field theoretical model to explain laser-induced damage to optical coatings, a theoretical model to simulate interface absorption within multilayer coatings is forwarded and developed in this thesis. This model gives us a clear idea of the role of interface absorption in the laser-induced local heating of optical coatings, and helps us to obtain a reasonable temperature distribution within different multilayer coatings by comprehensive design in order to improve laser-induced damage threshold (LIDT) of optical coatings; A new "Discrete meso-Element Dynamic Method" to analysis the courses of laser-induced thermal-stress coupling is also firstly proposed by the author. A series of laser-induced damage tests planned to compare different thin film production parameters are reported as well; The author is also the first in china to forward and develop the research on laser conditioning of optical coatings. A small beam-spot raster scanning experimental setup for laser conditioning was developed. A maximum enhancement of LIDT value of ZrO_2:Y_2O_3/SiO_2 multilayer coatings has been observed, and the LIDT of these coatings are more than 30J/cm~2(1ns, 1064nm); By employing Surface Thermal Lensing technology, the author did measurements on the ultra-weak absorption, and attend the International Round-Robin Absorption Measurement Experiment organized by Lawrence Livermore National Lab of USA triumphantly with our setup. A theoretical model based on Fresnel Diffraction Theory is also developed to encompass both Deflection and Diffraction effects in Photothermal technologies. |
| 语种 | 中文 |
| 源URL | [http://ir.siom.ac.cn/handle/181231/15327]  |
| 专题 | 上海光学精密机械研究所_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 胡海洋. 光学薄膜强激光热力耦合损伤研究[D]. 中国科学院上海光学精密机械研究所. 2001. |
入库方式： OAI收割
来源：上海光学精密机械研究所
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