损伤阈值

摘要： 随着光电对抗和超短脉冲激光技术的发展,研究超短脉冲激光与单晶硅相互作用具有非常重要的理论和实际意义。为了进一步明确532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤机理,本文开展了532 nm皮秒脉冲激光辐照单晶硅的损伤效应实验研究,测定了损伤阈值,明确了损伤机理,探讨了低通量下的脉冲累积效应。首先,利用波长为532 nm、脉冲宽度为30 ps的激光器和金相显微镜,基于1-on-1的激光损伤测试方法,测定了单晶硅的零损伤概率阈值为0.52 J/cm^(2);其次,研究了皮秒激光辐照单晶硅在不同激光能量密度下的损伤形貌,发现532 nm皮秒脉冲激光对单晶硅的损伤表现为热影响损伤和等离子体冲击损伤,随着激光能量密度的增大,按主要的损伤机制可将损伤程度分为:热影响(0.52~3 J/cm^(2))、热烧蚀(3~50 J/cm^(2))和等离子烧蚀(>50 J/cm^(2)),且不同情况下,损伤面积随激光能量密度分别对应不同的增长规律;最后,研究了低通量下多脉冲的累积效应,发现在0.52 J/cm^(2)的激光能量密度下,连续辐照16个脉冲时表面形成热影响区,验证了多脉冲的累积效应可以降低单晶硅的激光损伤阈值。

摘要： 介绍了激光清洗技术在轮胎模具清洗中的优势。简述了国内外激光清洗技术在轮胎模具清洗中的现状,研究了模具损伤的激光能量密度阈值,对全自动激光清洗设备的参数进行了详细的分析,确定最佳参数范围,结果表明,工艺参数适当,能快捷有效的清洁轮胎模具,而不损伤模具。

摘要： 研究了脉宽对于中红外脉冲激光带内损伤碲镉汞(HgCdTe)材料阈值的影响,使用一维自洽模型对激光辐照HgCdTe材料程中的载流子数密度,载流子对数目流,载流子对能流,载流子温度和材料晶格温度等相关参数进行仿真计算。仿真结果表明,波长2.85μm,脉宽30 ps~10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值为200~500 mJ/cm^(2)。其中,300 ps~3 ns脉冲激光的损伤阈值相近,均为200 mJ/cm^(2)且低于其他脉宽激光的损伤阈值。搭建实验光路并进行相关实验验证仿真模型的正确性。实验发现,波长2.85μm、脉宽300 ps的单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值在200 mJ/cm^(2)左右。相同条件下,10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值约474 mJ/cm^(2)。百皮秒脉冲激光对HgCdTe材料的损伤过程结合了热击穿和光学击穿效应,其独特的毁伤机理加剧了材料的损伤。

摘要： 碳化硅(SiC)在半导体制造行业、航空航天领域应用广泛。超短脉冲激光可以实现SiC的冷加工,而研究激光与SiC相互作用过程及损伤阈值是一项重要研究课题。文章基于电子密度增长速率方程,结合雪崩电离模型、光致电离模型及电子空穴复合模型,对百飞秒至十皮秒的超短脉冲激光与SiC相互作用过程进行分析。结果表明,在波长不变的情况下,SiC损伤阈值随着脉宽变窄而呈线性减小,存在理论上的最小损伤阈值,对于1064 nm激光该值为0.47 J/cm^(2)。在脉宽不变的情况下,SiC损伤阈值随波长变长而增大。将模型计算与已报道实验结果进行比较,具有较好一致性。该研究可为SiC材料的超短脉冲激光加工参数选择提供理论指导。

摘要： 大功率激光功率测量常用量热法,但溯源复杂。介绍了具有较高测量精度的基于光压原理的大功率激光功率测量方法,设计了利用1/10^(5)精度天平大功率激光测量实验,测试了基于GaAs半导体材料制作的反射镜的反射率及损伤阈值,确定了基于GaAs半导体材料反射镜的相关性能。得到了普通实验室条件下的功率测量重复性及线性,验证了1/10^(5)精度天平用于大功率激光测量的可行性。通过实验结果结合理论计算,得出利用1/10^(5)精度天平的光压测量功率的测量上限可以达到3×10^(4)W以上。

摘要： 飞机激光除漆时铝合金基体保护及除漆效率与材料损伤阈值密切相关,而激光离焦量的变化将直接改变材料的损伤阈值,以及除漆效率。采用ISO 112541-on-1激光损伤阈值测试方法研究不同离焦量时的铝合金和漆层的损伤阈值,对激光单脉冲光斑的二维、三维形貌进行分析,将理论值与实测值得到的不同离焦量时的损伤凹坑直径及深度进行验证。结果表明:随激光离焦量增加,光斑面积增大的同时材料损伤阈值下降,可有效提升能量利用率及除漆效率;实际单脉冲作用的材料凹坑深度随离焦量的增大而减小,且面积增大;凹坑深度、凹坑直径的理论值、实测值具有较好的相关性,并从激光材料作用机理角度对其误差进行了解释说明。

摘要： 为了测量飞秒激光对多光谱滤波片的损伤阈值,采用钛∶蓝宝石飞秒脉冲激光(800nm、50fs)对多光谱滤光片的前膜进行了激光损伤阈值的实验研究,并使用显微镜观测了滤光片前膜的损伤形貌。结果表明,薄膜在不同脉冲辐照次数(1,2,5和10)下,前膜损伤阈值分别为1.68J/cm^(2),1.56J/cm^(2),1.44J/cm^(2)和1.42J/cm^(2),随着脉冲辐照次数的增加,损伤阈值降低,激光脉冲的重复辐射会对薄膜形成累积效应;由于飞秒激光的宽度极短,薄膜导带电子由多光子电离产生,并迅速吸收激光能量,当其能量大于材料的带隙能时,会与价带电子发生碰撞产生另一个电子,进而形成大量的自由电子,对薄膜造成损伤;在1-on-1和2-on-1测试方法下,随着飞秒激光能量密度的增加,前膜损伤区域的轮廓越来越清晰、规整,并逐渐出现清晰的分层现象,这归因于前膜干涉场的分布不同。该研究对多光谱滤波光膜在飞秒激光作用下的损伤效果提供了参考。

摘要： 对非链式脉冲HF激光泵浦的Fe:ZnSe激光器能量输出特性开展了理论模拟和实验研究。模拟结果表明,理想条件下,激光脉冲能量与泵浦光脉冲能量呈线性关系,重叠因子和Fe:ZnSe晶体表面反射率对激光器的能量输出特性有较大影响。实验测试表明,Fe:ZnSe晶体的表面损伤阈值约为1.2 J·cm^(-2),较短的腔长更有利于激光器的脉冲能量提取。相关发现可为后续实验研究及Fe:ZnSe激光器提供借鉴。通过优化,在单脉冲输出条件下,最高获得了120 mJ的单脉冲能量输出;在20 Hz和50 Hz重频输出条件下,连续输出约30个脉冲,单脉冲能量均大于30 mJ,对应的平均功率分别大于600 mW和1.5 W。上述结果验证了室温下利用非链式脉冲HF激光泵浦Fe:ZnSe激光器获得大能量中红外脉冲激光和高功率重频中红外脉冲激光输出的可行性。

摘要： 红外激光致角膜损伤是国内外研究热点,根据眼的屈光介质对不同波长红外激光的透射与吸收特性,近红外波段激光可透过眼球的角膜、晶状体和玻璃体,主要对视网膜造成伤害;中、远红外波段激光几乎完全被角膜吸收,主要损伤角膜.另外,由于眼介质的"体吸收"特性,1100～1400 nm过渡区近红外波段会造成角膜、晶状体、玻璃体及视网膜其中一个或几个部位的损伤.红外激光致眼损伤效应与激光参数密切相关,其损伤阈值取决于激光波长、辐照时间、入射光斑大小等.该文对红外激光致眼角膜损伤影响因素和损伤特点进行简要综述.

摘要： 红外激光致角膜损伤是国内外研究热点,根据眼的屈光介质对不同波长红外激光的透射与吸收特性,近红外波段激光可透过眼球的角膜、晶状体和玻璃体,主要对视网膜造成伤害;中、远红外波段激光几乎完全被角膜吸收,主要损伤角膜。另外,由于眼介质的"体吸收"特性,1100~1400 nm过渡区近红外波段会造成角膜、晶状体、玻璃体及视网膜其中一个或几个部位的损伤。红外激光致眼损伤效应与激光参数密切相关,其损伤阈值取决于激光波长、辐照时间、入射光斑大小等。该文对红外激光致眼角膜损伤影响因素和损伤特点进行简要综述。

摘要： 在经典的双温模型中引入了电子激发、载流子吸收等电离过程的影响,建立了多脉冲飞秒激光与晶体材料相互作用的理论模型.数值模拟了在脉宽为40fs,脉冲重复频率为1kHz的多脉冲飞秒激光作用下,LiNbO3晶体中电子和晶格的最高温度随脉冲数目的变化规律.在此基础上,进一步开展了LiNbO3晶体的损伤阈值实验研究,并与理论结果进行了分析和比较.结果表明,随着多脉冲飞秒激光脉冲数目的增加,LiNbO3晶体中电子的最高温度几乎保持不变,而晶格的最高温度则先急剧上升,然后趋于一个常数.此外,LiNbO3晶体的损斑面积随着的脉冲能量密度的增大而增大,其损伤阈值的理论预估结果和实验结果吻合较好.

摘要： 在光整流法产生THz辐射的方案中,晶体材料在高功率飞秒激光作用下会产生损伤,从而限制了THz辐射转换效率的进一步提高.通过对飞秒激光与光整流非线性晶体材料相互作用的物理机制进行分析,建立了飞秒激光与光整流晶体材料相互作用的物理模型,以及飞秒激光作用下光整流晶体损伤阈值的预估模型,定量分析了光整流晶体材料损伤阈值的主要影响因素及其规律,重点讨论了飞秒激光参数和晶体参数对光整流晶体材料损伤阈值的影响.结果表明,在飞秒激光峰值功率密度一定的情况下,当飞秒激光的脉宽相对较小时,光整流晶体材料的损伤阈值随着激光脉宽的增大而增大;而当飞秒激光的脉宽较大时,光整流晶体材料的损伤阈值随着激光脉宽的增大而减小.此外,对于不同的光整流非线性晶体材料,带隙能量较大的晶体其损伤阈值也相对较高.有关结果可为光整流晶体材料的选择及飞秒激光参数的优化提供有用参考.

摘要： 熔石英玻璃在激光的辐照下会发生损伤而导致内部失透,提高熔石英玻璃激光损伤阈值有利于解决这个问题.论文通过实验研究了熔石英玻璃中羟基含量及类型对熔石英玻璃248nm激光体损伤阈值的影响.首先利用气氛热处理方法制得不同羟基含量的熔石英玻璃样品,经相同的研磨抛光流程,并采用HF酸腐蚀1μm的表面层,从而忽略表面质量引起的吸收损伤.实验结果发现,当羟基含量控制在(7～8)×10-4时,248nm激光体损伤阂值可达10～11J/cm2,其中相邻羟基的存在有利于提高损伤阈值,孤立羟基则起相反作用.

摘要： 高功率激光技术关系到国家安全，是国防战略的制高点之一,激光薄膜是激光装置的核心基础器件,激光薄膜器件是当前瓶颈技术之一,输出能力能否达标,装置能否稳定运行,激光薄膜器件是当前瓶颈技术之一.激光薄膜在使用时具有强烈的短板效应,激光薄膜研究的核心就是与微观缺陷的斗争,激光薄膜研究的难度也就在于其短板效应.对全球的激光薄膜损伤阈值进行了比对测量。

摘要： 2μm波段激光器在环境探测、测风雷达、生物组织切割、光电对抗等领域都有重要的应用价值和前景.而此波段的薄膜通常采用折射率较高的硫化物、砷化物等软膜材料来制备,为了提升该波段薄膜的损伤性能,采用折射率相对较低但能带隙更宽的氧化物材料来制备.利用傅里叶红外光谱仪和弱吸收测试仪分析表征了薄膜中OH基含量的多少和薄膜整体吸收的大小,通过优化工艺,成功制备出了满足2020nm的铥(TM)激光器使用要求的多层介质薄膜.利用微分干涉显微镜观察了经过激光损伤测试薄膜的损伤形貌,结合薄膜中电场分布和应力测试结果,分析探讨了此薄膜的损伤机理,提出进一步优化薄膜损伤特性的方案.

摘要： 研究1064nm HfO2/SiO2偏振分光膜中节瘤缺陷的激光损伤,设计长波通偏振分光膜,对偏振片中的人工节瘤缺陷的损伤阈值进行测试,并用FTDT模拟偏振分光膜中节瘤缺陷的电场增强,验证了电场增强对偏振片中节瘤缺陷的激光损伤产生重要影响.

摘要： 自第一台激光器诞生以来,激光技术的发展一直推动着光学元器件的发展.在诸多的光学元器件之中,薄膜元件是关键器件之一.近年来,激光器的快速发展更是为光学薄膜带来了前所未有的机遇与挑战.激光系统对光学薄膜的性能要求主要包括:光谱性能、损伤阈值和面形精度.此外,对于一些特殊使用环境的系统而言,还要求薄膜元件具有良好的环境耐受性.

摘要： 本文从薄膜损伤阈值和损伤形貌两方面，分别研究了355 nm和1064nm激光同时作用于355 nm高反膜时，诱导薄膜损伤的耦合效应。研究结论显示，色分离膜在多波长激光作用下存在显著的损伤耦合作用:损伤阈值方面，1064 nm对355 nm激光损伤阈值既存在预处理效应，也存在能量的等效叠加;损伤形貌方面，355 nm导致的等离子体会显著增强基频光的吸收，存在表面单层膜的剥落。

摘要： 楔横轧轧制过程中，由于工艺参数设计不合理或者轧制过程中模具磨损之后，材料内部会出现心部缺陷，导致材料的承载能力下降。为此利用oyane韧性断裂模型预测了楔横轧的心部缺陷，模拟结果与实际结果吻合较好。同时也测定了Oyane韧性断裂模型下，材料为45钢在楔横轧工艺条件下的损伤阈值。

摘要： 介绍了对接口电路RS-232进行电磁脉冲损伤阈值测试的研究结果，依靠非接触式脉冲电流注入装置，建立了电磁敏感性测试方法，对RS-232的干扰阚值与损伤阈值进行了测试，对电磁脉冲损伤类型进行了初步的分析，实验结果表明：RS-232的电磁脉冲敏感性损伤主要是电流损伤，端口电压使得电路阻抗降低、电流增大，从而造成电路的短路烧毁。该脉冲电流注入装置可以用于电子系统电磁脉冲敏感性测试研究中，测试方法合理可靠。

摘要： 本发明公开了一种测定低噪放退化功率阈值和损伤功率阈值的方法，其包括以下步骤：一、构建测试平台；二、构造注入信号：三、测试：(1)测量待测样品的小信号S参数|S21|和噪声系数NF，(2)对待测样品持续注入一定时间，(3)测量本次注入后待测样品的|S21|和NF，(4)增大注入信号平均功率，反复进行(2)和(3)两步，直到|S21|和NF发生剧烈恶化为止；四、绘制|S21|和NF随着注入功率Pin增大而变化的双y轴坐标系曲线图，从中提取退化功率阈值和损伤功率阈值。本发明的有益之处在于：功率注入效果更好，阈值测量结果更能反映出低噪放实际工作条件下的抗功率程度；可得到退化功率阈值，满足了低噪放高可靠性和用于高灵敏度电子设备中低噪声的要求。

摘要： 本发明公开了一种测定低噪放退化功率阈值和损伤功率阈值的方法，其包括以下步骤：一、构建测试平台；二、构造注入信号：三、测试：(1)测量待测样品的小信号S参数|S21|和噪声系数NF，(2)对待测样品持续注入一定时间，(3)测量本次注入后待测样品的|S21|和NF，(4)增大注入信号平均功率，反复进行(2)和(3)两步，直到|S21|和NF发生剧烈恶化为止；四、绘制|S21|和NF随着注入功率Pin增大而变化的双y轴坐标系曲线图，从中提取退化功率阈值和损伤功率阈值。本发明的有益之处在于：功率注入效果更好，阈值测量结果更能反映出低噪放实际工作条件下的抗功率程度；可得到退化功率阈值，满足了低噪放高可靠性和用于高灵敏度电子设备中低噪声的要求。

摘要： 本申请提供了海底悬空电缆应变损伤的海况阈值判断方法，所述方法包括：获取海底电缆应变实验用的多个参量范围以及所述海底电缆的电缆物理特性参量值；划分待评估工况，并确定每个待评估工况对应的工况参量组合序列；确定试验比尺；获取每个待评估工况对应的实验工况所对应的实验工况参量组合序列和获取实验用海底电缆；在波浪水槽中对所述实验用海底电缆进行应变监测；并通过应变片采集所述实验用海底电缆的应变值；基于多个实验工况获取的应变值和预设损伤评估规则，获取所述海底电缆的临界海况阈值。本方法为海底电缆的路径选择、电缆选型、在运行海底电缆悬空段运行安全评估等提供依据。

摘要： 本发明涉及一种损伤阈值测量中微小尺度损伤点的识别方法及装置，所述的方法包括以下步骤：采用暗场照明，在线显微镜在泵浦激光辐照前对被测样品进行拍摄，获得图片a；计算机对图片a进行处理，分别识别出图片a中所有灰度高于阈值T

摘要： 本发明公开了一种基于多尺度计算损伤前驱体对光学材料激光损伤阈值的评估方法，(1)本发明考虑米散射理论，将多种类型的损伤前驱体作为激光吸收源，结合热传输模型，动态地向光学材料中引入激光能量，评估损伤前驱体对材料损伤阈值影响。与现有单纯的表面固定热源(设定局部初始高温)的模拟方法不同。(2)本发明中涵盖了涉及光学材料的多种参数，通过调整相关参数，可以模拟分析多种光学材料的损伤阈值和损伤半径。这与现有的只针对单一材料的激光损伤模拟模型不同。

摘要： 本发明涉及一种可测量损伤阈值的高能激光损伤真空实验系统，能够实现表面不同程度的损伤和实时探测损伤阈值，适用脉冲激光、连续激光和超连续激光等激光源，利用调束透镜组、激光功率计和电动平移台上调焦透镜的结合，在不需要增大激光输出功率的情况下，就可实现激光到靶功率密度的可调可测。实验系统整体结构简单、成本低、易搭建、适用性强，系统采用简易式真空装置，真空度可靠性高，使用寿命长，可应用在卫星帆板、空间站等空间环境领域的激光损伤实验中。

摘要： 本发明提供一种光学元件激光损伤阈值测试中损伤点识别方法，解决现有图像处理方法无法解决由光照不均匀、对比度低、损伤点粘连、像素偏移对损伤点识别准确性影响的问题。该方法包括步骤：1)将损伤前、损伤后图像转换为损伤前、损伤后灰度图像；2)对损伤前、损伤后灰度图像均采用两种局部二值化算法处理并融合，得到二值化后的损伤前融合图像和损伤后融合图像；3)根据相位相关计算出的像素偏移量对损伤前融合图像进行仿射变换，再背景差分运算得到仅存在损伤点的二值化图像；4)对仅存在损伤点的二值化图像进行闭运算再迭代腐蚀，得到核信息；5)生成分水岭分割的种子区域；6)使用分水岭分割算法对损伤后图像进行分割，获取损伤点信息。

摘要： 本发明涉及一种损伤阈值测量中微小尺度损伤点的识别方法及装置，所述的方法包括以下步骤：采用暗场照明，在线显微镜在泵浦激光辐照前对被测样品进行拍摄，获得图片a；计算机对图片a进行处理，分别识别出图片a中所有灰度高于阈值T

摘要： 本申请涉及激光光学领域，公开了一种高激光损伤阈值金刚石镜片及其制备方法，高激光损伤阈值金刚石镜片的制备方法包括以下步骤：在单晶金刚石衬底上沉积一层单晶金刚石薄膜；利用有限元方法设计微柱状结构阵列；在所述单晶金刚石薄膜上镀制一层金属膜；将所述微柱状结构阵列的顶面轮廓图案光刻到所述金属膜上，显影；对所述金属膜表面进行垂直刻蚀；对所述单晶金刚石衬底进行倾斜旋转刻蚀；去除所述微柱状结构上的金属膜。采用本申请制备方法制备得到的高激光损伤阈值金刚石镜片为全金刚石镜片，具有较高的激光损伤阈值，且制备方法简单。

摘要： 一种熔融石英光学元件加工表面激光损伤阈值预测方法，它属于工程光学领域，本发明为解决现有的激光损伤阈值测试方法，会破坏熔融石英光学元件加工表面，耗费大量试验材料，且适用性不够广泛问题，本方法按以下步骤进行：步骤一、基于变激发光波长荧光探测实验，确定光学元件加工表面缺陷能级结构；步骤二、基于电子跃迁理论和原子轨道理论，建立光学元件加工表面非线性离化模型；步骤三、给定服役激光波长，计算熔融石英光学元件达到激光损伤阈值时临界自由电子密度；步骤四、获取熔融石英光学元件无缺陷表面各个能级电子密度随时间演变曲线；步骤五、获得熔融石英光学元件加工表面被检位置的激光损伤预测阈值。