長脈沖激光作用于光學介質薄膜的熱應力損傷研究.pdf

1、本文用有限元法研究并建立了長脈沖激光對介質薄膜熱應力損傷的理論模型，在該模型的基礎上模擬了介質薄膜和基底中的溫度場和熱應力場瞬態(tài)分布，分析了長脈沖激光對介質薄膜的熱應力損傷的機理。 根據經典熱傳導方程和熱應力的基本方程，假設介質薄膜和基底為各向同性且熱力參數(shù)不隨溫度變化時，建立了長脈沖激光輻照下介質薄膜和基底中瞬態(tài)溫度場和熱應力場的物理模型。 研究了網格大小和時間步長參數(shù)和有限元求解的穩(wěn)定性關系，建立了優(yōu)化的有限元模型。

2、在理論分析的基礎上，模擬計算了在長脈沖激光輻照下介質薄膜和基底中的瞬態(tài)溫度場。數(shù)值模擬結果表明，薄膜和基底內部沿徑向產生很大的溫度梯度，軸向的溫度梯度較小，激光功率密度越大，沿徑向的溫度梯度越大，薄膜中心的溫度越高。 模擬計算了在長脈沖激光輻照下介質薄膜和基底中的瞬態(tài)熱應力場。數(shù)值模擬結果表明，長脈沖激光對介質薄膜的損傷主要是熱應力損傷，在熱應力損傷的過程中環(huán)向應力起主要作用。長脈沖激光對AL<,2>O<,3>薄膜的損傷是由于基