紫外激光對石英玻璃損傷的研究.pdf

1、本文利用有限元法數值模擬計算模型和實驗研究了紫外激光對石英玻璃損傷機制。其中在數值模擬計算激光對石英玻璃內容中主要是分析了1064nm激光、355nm激光和266nm激光對石英玻璃誘導損傷的影響。在數值模擬計算內容中研究了3個激光波長輻照石英玻璃時瞬態(tài)溫度變化、應力分布，同時分析了激光波長因素和激光能量等因素的影響。發(fā)現隨著激光輸出能量的不斷增大石英玻璃的溫度與應力也不斷增大。給出數值模擬計算紫外激光對石英玻璃1064nm激光、355n

2、m激光和266nm激光的損傷閾值。其中在實驗時分別用355nm激光和266nm激光對石英玻璃誘導損傷研究，給出了355nm激光對石英玻璃誘導損傷閾值。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激光誘導損傷閾值，通過優(yōu)化HF溶液濃度以及石英玻璃表面的酸處理時間，石英玻璃的透過率和損傷閾值均有所提高，均隨HF酸溶液的濃度以及HF酸處理時間的增加呈現先增加后下降變化。
　　實驗結果表明質量分數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%。對比分析了相同355nm激光和266nm激光能量密度的作用下有無HF酸處理的石英玻璃表面時損傷形貌變化，也分析了有酸和無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損傷閾值機制。
　　本篇論文中得到的有限元數值模擬計算和實驗研究結果可以為紫外激光對石英玻璃誘導損傷的有限元數值模擬計