紫外激光對(duì)石英玻璃損傷的研究.pdf

1、本文利用有限元法數(shù)值模擬計(jì)算模型和實(shí)驗(yàn)研究了紫外激光對(duì)石英玻璃損傷機(jī)制。其中在數(shù)值模擬計(jì)算激光對(duì)石英玻璃內(nèi)容中主要是分析了1064nm激光、355nm激光和266nm激光對(duì)石英玻璃誘導(dǎo)損傷的影響。在數(shù)值模擬計(jì)算內(nèi)容中研究了3個(gè)激光波長(zhǎng)輻照石英玻璃時(shí)瞬態(tài)溫度變化、應(yīng)力分布，同時(shí)分析了激光波長(zhǎng)因素和激光能量等因素的影響。發(fā)現(xiàn)隨著激光輸出能量的不斷增大石英玻璃的溫度與應(yīng)力也不斷增大。給出數(shù)值模擬計(jì)算紫外激光對(duì)石英玻璃1064nm激光、355n

2、m激光和266nm激光的損傷閾值。其中在實(shí)驗(yàn)時(shí)分別用355nm激光和266nm激光對(duì)石英玻璃誘導(dǎo)損傷研究，給出了355nm激光對(duì)石英玻璃誘導(dǎo)損傷閾值。為了提高石英玻璃的在抗355nm激光損傷能力，利用HF酸處理提高石英玻璃355nm激光誘導(dǎo)損傷閾值，通過(guò)優(yōu)化HF溶液濃度以及石英玻璃表面的酸處理時(shí)間，石英玻璃的透過(guò)率和損傷閾值均有所提高，均隨HF酸溶液的濃度以及HF酸處理時(shí)間的增加呈現(xiàn)先增加后下降變化。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明質(zhì)量分?jǐn)?shù)10

3、％的HF濃度刻蝕60分鐘后石英玻璃的355nm激光損傷閾值為1.9×109W/cm2，相比酸處理前提高了167.61%。對(duì)比分析了相同355nm激光和266nm激光能量密度的作用下有無(wú)HF酸處理的石英玻璃表面時(shí)損傷形貌變化，也分析了有酸和無(wú)酸處理后的損傷半徑和損傷坑深情況，最后給出了HF酸處理提高石英玻璃的激光誘導(dǎo)損傷閾值機(jī)制。
　　本篇論文中得到的有限元數(shù)值模擬計(jì)算和實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果可以為紫外激光對(duì)石英玻璃誘導(dǎo)損傷的有限元數(shù)值模擬計(jì)