论文部分内容阅读
高功率激光在现代社会有着重要的应用价值,但其中不可避免的要涉及到各类材料的激光损伤问题。应用于惯性约束核聚变等高功率激光系统中的光学元件,在高功率激光的强场效应作用下,短时间内可遭到不同程度的损伤和破坏,轻者导致光束质量的降低而阻碍系统性能的正常发挥,重者导致激光系统无法进行工作。因此元件的抗激光辐照能力的大小决定了高功率激光系统的功率水平和运行性能。高功率激光损伤的过程是一个激光与光学元件相互作用的过程,包含了极为丰富的内容。对损伤的准确判断,对损伤程度的研究,对造成损伤的激光能量的研究,对于强激光研究领域的科研人员和工程技术是非常重要的。论文的主要工作如下:1、设计并搭建了损伤测量的实验平台,介绍了损伤测量的全部过程。利用现有的脉冲调Q固体激光器,参照ISO11254标准设计并搭建了损伤测试平台,介绍了实验中需要用到的仪器设备,对实验中的光斑尺寸、激光分束比、激光光斑能量分布、激光脉宽等参数的获取方方法进行了描述。2、针对激光损伤的图像特点,研究了基于背景差分法的损伤图像获取模型,对图像损伤进行检测、分割、定位,获得了精确测量损伤的方法。针对激光的两种作用方式S-on-1方法和N-on-1方法获取的损伤图像进行了比对研究,分析了损伤增长的趋势,建立了在两种作用方式下的损伤增长函数,即图像灰度增长函数和面积增长函数。3、对所建立的损伤增长函数用不同损伤类型的石英材料和氟磷酸盐材料在激光作用下分别进行了验证,进一步分析了影响损伤增长系数的因素。4、设计了基于图像阈值分割原理的激光光束质量分割方法,进行了能量的区域划分,对能量分布及原理进行了研究,验证了该方法的有效性。