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    激光損傷閾值介紹

    2020-06-19

    在光學實驗和應用中,當選擇光學元件時,一個很重要的因素是光學元件是否可以承受光輻射帶來的影響,這一點在高功率激光應用中尤為重要,光輻射對光學元件的損傷主要有三種形式:一是光吸收導致的熱效應;二是短脈沖激光輻射下造成的介質擊穿;三是超短脈沖激光下,因極高的峰值功率而直接導致的物質化學鍵破壞。衡量一個光學元件承受光輻射能力的參數是激光損傷閾值。


    激光損傷閾值是表征被激光輻照的介質抗激光損傷能力的重要參量。激光能量的高度集中會引起介質內部或表面的局部變形甚至完全被損壞。介質在單位面積上所能承受的最大激光功率,稱為該介質的激光損傷閾值。


    影響因素:

    1、與介質本身性能密切相關,包括介質的成分、光學均勻性、光學吸收性、熱學性質等;

    2、與輻照的激光性質有關,包括激光頻率、激光脈寬、激光光束束斑等;

    3、與光學元件的加工工藝過程有關,如光學元件上留下的加工痕跡、鍍膜方法、膜材料的純度等甚至實驗操作空間的清潔程度也會影響介質的損傷。


    單位換算:

    激光損傷閾值,連續激光和脈沖激光應是不同的,連續激光以W瓦特來計,是功率的單位;脈沖激光以J焦耳來計,是功的單位,它與脈寬有關。如我們將脈沖激光功換算成功率:10J/10ns=1000MW,那么,脈沖激光相當的功率為1000MW。所以,如果一個反射鏡的損傷閾值為15J/cm2@10ns,那么相當于1000MW/cm2。


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