В этой статье не процитировать какие - либо источники . ( май 2019 г. ) ( Узнайте, как и когда удалить это сообщение-шаблон ) |
Порога лазерного повреждения (LDT) или лазерного порога индуцированного повреждения (LIDT) является пределом , при котором оптическая или материал будет поврежден лазером с учетом плотности энергии (энергии на единицу площади), интенсивность (мощность на единицу площади), и длины волны . Значения LDT актуальны как для пропускающих, так и для отражающих оптических элементов, а также в приложениях, где предполагаемым результатом является индуцированная лазером модификация или разрушение материала.
Механизмы [ править ]
Термальный [ править ]
Для длинных импульсов или лазеров непрерывного действия основной механизм повреждения имеет тенденцию быть тепловым. Поскольку и передающая, и отражающая оптика имеют ненулевое поглощение, лазер может передавать тепловую энергию в оптику. В определенный момент может произойти достаточный локальный нагрев, который либо повлияет на свойства материала, либо вызовет тепловой удар .
Пробой диэлектрика [ править ]
Пробой диэлектрика происходит в изоляционных материалах всякий раз, когда электрического поля достаточно для индукции электропроводности. Хотя эта концепция более распространена в контексте электротехники постоянного и относительно низкочастотного переменного тока, электромагнитных полей от импульсного лазера может быть достаточно, чтобы вызвать этот эффект, вызывая структурные и химические изменения оптики.
Лавина [ править ]
Для очень коротких импульсов большой мощности может произойти лавинный пробой . При таких исключительно высоких интенсивностях многофотонное поглощение может вызвать быструю ионизацию атомов оптики. Эта плазма легко поглощает энергию лазера, что приводит к высвобождению большего количества электронов и «лавинообразному» эффекту убегания, способному нанести значительный ущерб оптике.
Смягчение [ править ]
Оптические системы могут смягчить последствия лазерного повреждения как за счет увеличения LDT используемой оптики, так и за счет изменения характеристик лазерного луча. Распространенной стратегией является использование диэлектрических зеркал с высоким коэффициентом отражения (HR) вместо металлических зеркал. Кроме того, луч можно расширить, уменьшив плотность энергии излучения оптики. Наконец, луч можно растягивать во времени, то есть « чирпировать », чтобы уменьшить мощность, падающую на оптику. Использование чирпированных лучей было ключевым нововведением в усилении чирпированных импульсов , технологии, которая позволяет генерировать лучи петаваттного класса, за что была присуждена Нобелевская премия по физике 2018 года .
Приложения [ править ]
В некоторых приложениях лазерный пробой используется напрямую, что требует знания свойств LDT материалов. Вот некоторые примеры:
- Лазерная резка
- Импульсное лазерное напыление
- Некоторые методы лазерной медицины
- Генерация плазмы, особенно для ускорения кильватерного поля
- Лазерное оружие
Внешние ссылки [ править ]
- Thorlabs - Учебное пособие по пороговому значению лазерного повреждения
- Edmund Optics - Тестирование порогового значения лазерного повреждения
- Ньюпорт - Техническое примечание: порог лазерного повреждения
- RP Photonics - лазерное повреждение