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光学元件激光损伤·综述
ICF装置靶场关键材料的辐照效应研究进展
下载:631次
冯青屹
1
祖小涛
1,*
刘春明
1
黎波
1
[ ... ]
郑万国
2,*
作者单位
摘要
1
电子科技大学 物理学院,成都 611731
2
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
从惯性约束聚变(ICF)装置中靶场关键材料易受辐照损伤、从而限制材料使用寿命和装置稳定运行的现实问题出发,总结归纳了有关不锈钢、铝合金、终端光学组件三大类靶场关键材料的辐照效应研究进展,详细介绍了靶室内高能中子束、γ射线、X射线等高能粒子和射线引起靶室第一壁材料出现烧蚀、中子活化等辐照损伤问题,以及靶室环境对关键材料的影响和防护处理。此外,还阐述了打靶试验中所产生的复杂辐射环境、基频与三倍频激光对靠近靶室的终端光学组件所产生的各类辐照损伤现象和相关作用机理。
惯性约束聚变
高功率激光
靶场材料
辐照效应
损伤机理
inertial confinement fusion
high power laser
target chamber materials
irradiation effect
damage mechanism
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2023, 35(9): 091001
光学元件激光损伤·综述
光学元件激光预处理技术研究进展及其应用
张晶晶
1,2,3
杨峰
1,2,*
寇洋
1,2
王灼寒
1,2
[ ... ]
彭钦军
1,2
作者单位
摘要
1
中国科学院 理化技术研究所 固体激光重点实验室,北京 100190
2
中国科学院 理化技术研究所 功能晶体与激光重点实验室,北京 100190
3
中国科学院大学,北京 100149
光学元件中的杂质和缺陷会引起其激光损伤阈值的大幅降低,现阶段这一问题已成为激光装置向高功率、高能量方向发展的“瓶颈”,亟待解决。在对光学元件激光损伤的研究中发现,用低于光学元件损伤阈值的激光对元件表面进行预处理,可以有效提高光学元件的抗激光损伤能力。对激光预处理技术的提出背景、定性作用机理、定量理论模型及国内外技术应用现状进行了概述。并且介绍了一种可在薄膜制备过程中进行原位实时激光预处理的新型薄膜制备技术。最后指出,激光预处理技术作为一种无污染,可有效改善光学薄膜、光学玻璃、光学晶体元件损伤阈值的最有效方法之一,其作用机理、实用化、仪器化还有待进一步发展。
激光预处理
光学薄膜
杂质和缺陷
激光损伤阈值
laser conditioning
optical films
defects and impurities
laser induced damage threshold
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2023, 35(8): 081001
光学元件激光损伤·综述
紫外氟磷玻璃的高能激光损伤研究进展
李生武
1,2
万瑞
1,2
马园
1,2
曹欣
1,2
[ ... ]
王鹏飞
1,2,*
作者单位
摘要
1
中国科学院 西安光学精密机械研究所 瞬态光学与光子技术国家重点实验室,西安 710119
2
中国科学院大学 材料科学与光电技术学院,北京 100045
3
西安交通大学 电子与信息学部,西安 710049
激光驱动惯性约束聚变(ICF),因有望解决全球能源危机问题而备受瞩目。然而,熔石英作为ICF装置终端光学组件中一类重要的功能性紫外元件,其高能激光诱导损伤问题成为限制ICF装置输出能量向更高更强方向发展的关键因素。因此,ICF装置负载能力继续提升对新型高抗强激光损伤紫外元件提出重大应用需求。综述了中国科学院西安光学精密机械研究所研制的紫外氟磷玻璃在高能紫外激光损伤方面的研究现状,并分析了现存的实际问题,最后对高抗损伤紫外氟磷玻璃的发展方向进行了展望。
惯性约束聚变
激光诱导损伤
氟磷玻璃
inertial confinement fusion
laser-induced damage
fluorophosphate glass
PDF全文
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强激光与粒子束
2023, 35(8): 081002
光学元件激光损伤·综述
KDP类晶体的激光损伤研究
下载:665次
赵元安
1,2,3
连亚飞
1,3
李婷
1,3
彭小聪
1,3
[ ... ]
邵建达
1,2,3
作者单位
摘要
1
中国科学院 上海光学精密机械研究所 薄膜光学实验室,上海 201800
2
中国科学院大学 材料与光电研究中心,北京 100049
3
中国科学院 强激光材料重点实验室,上海 201800
KDP类晶体是唯一可以满足ICF激光驱动装置通光口径的非线性光学晶体材料。该类晶体采用水溶液生长法生长,易于产生宏观包裹体和微观晶格缺陷,在高功率激光辐照下晶体内部易产生高密度pinpoint损伤现象,这与其他方法生长的晶体只是受限于光学加工的表面损伤问题相比具有明显不同。KDP类晶体内部的缺陷或前驱体诱导激光损伤与晶体切向、激光波长及偏振方向等密切相关,使得应用于ICF激光驱动器中不同光学功能的、来源于同一晶坯的不同晶体元件也表现出损伤性能的差异性,因此其损伤机理非常复杂,迫切需要认识该类晶体的激光损伤机理问题。回顾了上海光学精密机械研究所联合福建物质结构研究所、山东大学等晶体研制单位联合开展的关于KDP类晶体激光诱导损伤特性的研究工作,进行了用于光开关、倍频以及混频等功能的KDP和不同氘含量DKDP晶体的激光损伤研究,指导了晶体生长工艺优化和过程关键因素控制,并对仍存在的问题及解决方案进行了展望,对于高性能KDP类晶体的研制以及在高功率激光系统中的合理应用具有参考价值。
KDP类晶体
激光损伤
缺陷
激光损伤前驱体
热吸收
非线性吸收
激光预处理
KDP-family crystals
laser induced damage
defect
precursor
thermal absorption
nonlinear absorption
laser conditioning
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2023, 35(7): 071001
光学元件激光损伤·综述
熔石英等光学材料激光损伤疲劳效应
朱景国
田野
杨英
张鑫
[ ... ]
韩伟
*
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
以熔石英材料为主,以几种典型(铌酸铋晶体、三硼酸锂晶体和HfO
2
/SiO
2
多层膜)的光学材料为辅,介绍了其疲劳效应的主要表现;总结了激光波长、光斑直径、激光频率和材料位置对疲劳效应的影响;介绍了疲劳效应的两种模式:统计性的假疲劳和材料改性的真疲劳;介绍了疲劳效应的三种主要的机理解释:吸收缺陷模型、化学键断裂模型、色心模型;比较了疲劳实验中两种实验模式,并指出了两者的优缺点和适用研究对象。调研表明,对于不同类型的材料,使用不同的激光波长或其他差异条件,就有可能有不同的疲劳现象、源于不同的疲劳机理。
激光损伤
疲劳效应
激光诱导缺陷
损伤机理
laser induced damage
fatigue effect
laser induced defect
mechanism of damage
PDF全文
Full Text
强激光与粒子束
2023, 35(7): 071002
光学元件激光损伤·综述
高功率固体激光装置负载问题研究进展
郑万国
田野
*
韩伟
柴向旭
[ ... ]
廖威
作者单位
摘要
中国工程物理研究院 激光聚变研究中心,四川 绵阳 621900
高功率固体激光装置的负载问题是制约装置建设与运行的瓶颈问题。在高通量紫外纳秒激光辐照下,熔石英后表面的损伤不断产生和增长,严重限制了装置的负载能力。在提升熔石英抗损伤性能的基础上修复既有损伤,循环使用光学元件,是现阶段提升装置负载能力的主要手段。主要介绍了国内外近年来在熔石英损伤的规律与机制、光学元件循环处理的支撑技术以及提升负载能力的新材料与新技术方面所取得的重要进展。
高功率激光装置
熔石英
激光损伤
化学刻蚀
损伤修复
high-power laser facility
fused silica
laser-induced damage
chemical etching
damage mitigation
PDF全文
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强激光与粒子束
2023, 35(6): 061001
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