KDP晶體微納表面小尺度波紋對其激光損傷閾值的影響.pdf

1、KDP晶體主要應(yīng)用于慣性約束核聚變（ICF）光路系統(tǒng)中，作為普克爾斯盒和末端激光倍頻的非線性材料。但是，由于KDP晶體激光損傷閾值較低，從而限制了超大功率固體激光器對核靶丸的驅(qū)動，現(xiàn)已成為ICF發(fā)展和應(yīng)用的技術(shù)瓶頸?，F(xiàn)階段，對于KDP晶體的激光損傷機(jī)理研究重點(diǎn)主要集中在材料內(nèi)部穩(wěn)態(tài)和瞬態(tài)缺陷、雜質(zhì)及內(nèi)部發(fā)生的雙光子電離等因素上，而有關(guān)已加工表面小尺度波紋的影響只在很少文獻(xiàn)中提及，但未有深入的研究報(bào)導(dǎo)。實(shí)際上，小尺度波紋可能會對KDP晶體

2、內(nèi)部的電磁場能流密度分布及其損傷閾值有重要影響。因此，深入研究小尺度波紋對KDP晶體激光損傷閾值的影響機(jī)理及評價(jià)方法，不僅可以為提高其光學(xué)性能提供理論基礎(chǔ)和參數(shù)依據(jù)，還可以有效地指導(dǎo)加工參數(shù)的合理選擇及加工工藝的改進(jìn)。
　　本文采用基于嚴(yán)格電磁場理論的傅立葉模方法求解了小尺度波紋物理模型各分層區(qū)域的電磁場分布；理論分析了小尺度波紋特征參數(shù)對KDP晶體激光損傷閾值的影響機(jī)理及規(guī)律；結(jié)合基于傅立葉頻譜分析的波前功率譜密度（PSD）方法

3、，給出了實(shí)際加工表面（由具有不同特征空間頻率的小尺度波紋成分構(gòu)成）對KDP晶體激光損傷閾值影響的具體評價(jià)方法。
　　采用單點(diǎn)金剛石飛刀銑削（SPDT）方法對KDP晶體進(jìn)行了變參數(shù)加工實(shí)驗(yàn)，并分別采用原子力顯微鏡及白光干涉儀對已加工表面的三維形貌進(jìn)行了檢測；對表面數(shù)據(jù)進(jìn)行了PSD分析，結(jié)合本文的評價(jià)方法獲得了KDP晶體各加工參數(shù)區(qū)域的激光損傷閾值的理論計(jì)算結(jié)果；采用1-on-1方式對KDP晶體進(jìn)行了損傷閾值的測試實(shí)驗(yàn)以及透過率測試實(shí)