Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

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:

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