脈沖激光對光電探測器損傷效應(yīng)的研究.pdf

1、本文以光電探測器作為研究對象，開展了不同脈沖寬度，不同能量密度的脈沖激光輻照光電探測器引起的溫升規(guī)律和熱應(yīng)力損傷效應(yīng)的研究。根據(jù)經(jīng)典熱傳導(dǎo)方程和熱應(yīng)力的基本方程，建立了脈沖激光輻照下探測器材料中瞬態(tài)溫度場和熱應(yīng)力場的物理模型。在該模型的基礎(chǔ)上模擬了介質(zhì)中的溫度場和熱應(yīng)力場瞬態(tài)分布，分析了脈沖激光對探測器材料的熱應(yīng)力損傷的機(jī)理。利用ANSYS程序的熱分析模塊和熱應(yīng)力耦合模塊，數(shù)值分析ps和ns脈沖激光輻照下 K9玻璃的瞬態(tài)溫度場，以及相應(yīng)

2、的瞬態(tài)熱應(yīng)力場。仿真結(jié)果表明，K9玻璃沿徑向產(chǎn)生很大的溫度梯度，激光能量密度越大，材料中心的溫度越高，中心的應(yīng)力也越高。脈沖激光對K9玻璃的損傷主要是熱應(yīng)力損傷，熱應(yīng)力損傷的壓應(yīng)力起主要作用。激光能量密度越大，材料越容易受到損壞。通過數(shù)值分析初步得到了ps和ns脈沖激光輻照下K9玻璃的損傷閾值，并與實驗所得閾值數(shù)據(jù)作比較，結(jié)果表明，應(yīng)力損傷比熱損傷更適合作為判斷損傷閾值的依據(jù)。本文還進(jìn)行了脈沖激光輻照有濾光薄膜元件的溫度場和熱應(yīng)力場數(shù)值