论文部分内容阅读
高功率固体激光系统被用于惯性约束聚变的驱动装置,系统中光学元件的负载能力对高功率激光的输出有着重要的影响。因此提高系统中光学元件的抗激光损伤能力,从而延长元件的使用寿命显得极为重要。熔石英由于其良好的透过率,被广泛应用于终端光学组件中,受到紫外激光的辐照。紫外激光辐照下的熔石英元件表面极易出现损伤,并且损伤点如果不被及时修复在后续光的辐照下损伤面积会迅速增长,最终导致元件不可用,从而影响整个系统的稳定。因此对光学元件损伤点的修复有重要意义。熔石英损伤点的修复方法有多种,目前CO2激光修复法被证实最为有效,可以提高元件的损伤阈值,抑制损伤增长,延长元件的使用寿命,但由于修复过程中会使元件表面形貌发生改变,对入射光产生调制,影响光场的传输。目前多数对修复形貌对光场调制作用的影响研究都是基于时域有限差分法,并且研究对象主要为小尺度的修复形貌。本论文主要基于标量衍射理论针对尺度较大的修复形貌对光传输的影响进行研究分析,研究内容如下:1.简要阐述CO2激光修复熔石英损伤点的物理过程,对修复所得形貌做简单的归类,修复所得形貌主要分为高斯型修复形貌和类高斯型修复形貌,并以此分类作为理论计算的物理模型。2.运用标量衍射理论,对高斯型修复形貌对光场的调制作用进行了推导计算,结果表明高斯型修复形貌对入射光场的调制度会随着光场的传输距离出现一个由上升再到下降并最终趋于稳定的一个过程,并且当修复区域位于光学元件相对于入射光场的入射面与出射面时对光场调制作用基本相同,这与小尺度的修复形貌对光场的调制作用有很大区别。3.构建一个实验装置对一系列的损伤点以及对应损伤点经修复后的形貌对光场调制进行测量,结果表明损伤点对入射光场通过修复元件后的调制作用不明显,损伤点经修复后会引入对光场的调制,在修复元件下游局部位置调制度较大,可能引入附加损伤,应加以注意。4.运用B-T理论结合标量衍射理论对高斯型修复形貌热像形成过程进行简单的推导,并就热像可能出现的位置及强度做简要计算。