多波长激光辐照下熔石英的损伤及受激布里渊散射.doc

多波长激光辐照下熔石英的损伤及受激布里渊散射随着激光技术的发展,光学元件的损伤成为限制大型激光装置向更高更强发展的关键问题,而熔石英由于具有良好的光学性能在大型激光装置中被广泛使用。强激光辐照下,缺陷诱导损伤和非线性效应是造成熔石英光学元件损坏的主要原因。缺陷诱导损伤是在强激光的辐照下,由于杂质缺陷对激光能量的吸收和强度调制,造成光学元件发生结构性破坏;非线性效应损伤是强激光辐照下由于非线性极化产生的材料力学﹑光学等性质改变而导致的材料结构破坏。在大型激光装置的终端光学组件中,元件一般暴露在多个波长的同时辐照下,其损伤现象和损伤规律与单波长辐照有所不同,研究多波长辐照下熔石英的损伤有重要意义。随着输出能量不断提高,在大型激光装置中,非线性效应对光束传输和元件损伤的影响逐渐受到重视,受激布里渊散射便是其中之一,受激布里渊散射的高反射效率和强超声波场会造成系统的能量损耗和元件破坏。并且受激布里渊散射具有相位共轭、时间延迟、脉宽压缩等特性,在光学系统中有着广泛的应用,研究受激布里渊散射具有非常重要的价值。本文通过实验方法研究了多波长辐照下熔石英中的损伤以及不同波长激光辐照下熔石英中的受激布里渊散射。主要研究内容如下:研究了不同波长激光单独辐照下和两个波长激光同时辐照下熔石英光学元件的损伤规律。主要获取了损伤几率曲线与典型损伤形貌。研究结果表明,单波长辐照下,短波长激光损伤阈值低,损伤几率曲线上升速度快;双波长同时辐照下,损伤密度增加,在1064nm激光中加入定量的532nm激光和355nm激光,1064nm激光损伤几率曲线上升速度会加快,而在532nm激光和355nm激光中加入定量1064nm激光,532nm激光和355nm激光损伤几率曲线上升速度无明显变化。研究了不同波长激光辐照下熔石英光学元件中的纵向受激布里渊散射,研究了入射激光能量密度与散射效率的关系,研究了样品长度、透镜焦距以及入射激光的纵模模式对纵向受激布里渊散射产生阈值及反射效率的影响规律,观察到散射脉冲波形随能量密度的变化规律。结果表明,纵向受激布里渊散射存在明显的阈值效应和饱和效应,当入射激光能量密度到达阈值,散射效率随入射激光能量密度迅速增加,但增加到一定程度后,散射效率保持不变。