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众所周知,光学元件的负载能力是制约被用于ICF中的强激光束有效输出的一个瓶颈,本论文以热弹性方程以及热传导方程作为理论基础,使用有限元分析方法,针对KDP激光倍频晶体的激光辐照损伤过程做了一些相关研究。首先在不考虑光学材料KDP激光倍频晶体的缺陷,也就是在理想状态下,且考虑KDP晶体材料的非线性以及弹性模量、热导率、热容、以及热膨胀系数等热力学参数随温度的不同而变化的特性,使用数字仿真分析软件ANSYS,得到了KDP激光倍频晶体的热场以及热应力场分布以及相应的变化。仿真结果符合以下的理论预期以及实验结果:纯净KDP激光倍频晶体在1Hz、10Hz入射激光辐照下温度远低于材料熔点,100Hz激发辐照下会产生轻微的温度驰豫积累,并在经历上百发次的辐照后达到材料的熔点,而其相应的热应力在1Hz、10Hz入射激光辐照下其值远低于材料的断裂强度,相比较而言,晶体在100Hz入射激光辐照则会产生轻微的应力驰豫积累,并在经历上百发次的辐照后才能达到材料的断裂强度。再者,我们对光学材料KDP激光倍频晶体,存在抛光磨削加工表面微裂纹这种缺陷时的激光损伤阈值进行了模拟仿真。结果表明:KDP激光倍频晶体表面加工微裂纹,会对KDP激光倍频晶体的温度分布和热应力分布产生严重影响,会使得激光的大部分本应穿透的能量集中在微裂纹尖端很小的附近,让KDP激光倍频晶体缺陷周围处于熔融态,进而损伤晶体,降低其阈值。然后,我们考虑了KDP激光倍频晶体在加工过程中体内混入的各种杂质诸如Al3+、Fe3+、Pb2+等对其负载能力的影响,模拟了在有杂质影响下,KDP激光倍频晶体的温度分布以及热应力分布,我们发现:杂质离子是造成KDP激光倍频晶体损伤的最主要的一个原因,因为理论计算表明:杂质离子对入射激光会有一个比晶体本身强许多倍的吸收作用。仿真结果符合以下的理论预期以及实验结果:1Hz激光辐照下的温度随辐照发次不会增加,因此体内温度始终应该略低于材料的熔点;10Hz激发辐照下有轻微增加,经过几十发次的激光辐照后温度会逐渐累计并达到熔点;100Hz激发辐照下迅速增加,在几发次的后体内温度即达到熔点,体内的温度值也与KDP激光倍频晶体的熔点相匹配。1Hz下的应力随辐照发次不会增加,因此体内应力始终应该略低于材料的断裂强度;10Hz下有轻微增加,经过几十发次的激光辐照后应力会逐渐累计并达到断裂强度;100Hz下迅速增加,在几发次的后体内应力即达到断裂强度,因此,计算结果一定要符合这个规律,体内的应力值也必须要与KDP激光倍频晶体的断裂强度相匹配。