機(jī)械性能對(duì)熔石英損傷影響研究.pdf

1、建造中的大功率激光系統(tǒng)，必須要參考的一個(gè)主要因素就是光學(xué)元件的負(fù)載能力，它是高功率激光裝置輸出能力受限的根本原因。因此提高光學(xué)元件抗激光破壞性能的研究一直都是高功率激光器發(fā)展過程中研究的熱點(diǎn)，而光學(xué)元件抗激光損傷能力的每一次提高，也都伴隨著高功率激光器輸出能力的質(zhì)的飛躍。
　　熔石英玻璃由于具有優(yōu)良的光學(xué)性能和抗輻照能力，被大量使用于高功率激光裝置中。很多學(xué)者對(duì)提高熔石英玻璃的抗輻照能力做了大量實(shí)驗(yàn)和理論研究。但是很少有學(xué)者關(guān)注機(jī)

2、械性能對(duì)熔石英玻璃損傷情況的影響。事實(shí)上目前主流提高熔石英抗輻照能力的實(shí)驗(yàn)過程中都或多或少的引入了機(jī)械性能的變化，如HF酸腐蝕熔石英表面，鈍化微裂紋、避免了應(yīng)力的集中，實(shí)際上是提高了熔石英表面的抗張強(qiáng)度；CO2激光修復(fù)，實(shí)際上是對(duì)熔石英初始損傷點(diǎn)進(jìn)行了熱處理，改變了損傷點(diǎn)周圍的應(yīng)力分布，提高了該點(diǎn)周圍的機(jī)械性能。因此本文主要研究機(jī)械性能對(duì)熔石英損傷行為的影響，主要研究的性能是熔石英表面預(yù)應(yīng)力和硬度：通過機(jī)械裝置在熔石英表面產(chǎn)生均勻的預(yù)應(yīng)

3、力層，同時(shí)硬度也是熔石英玻璃機(jī)械性能的一個(gè)體現(xiàn)。
　　主要內(nèi)容為：
　　1.對(duì)熔石英玻璃邊界在受到外界約束時(shí)，玻璃表面應(yīng)力分布進(jìn)行了模擬。得出結(jié)論如下：中心點(diǎn)形變?cè)酱?，熔石英表面同一位置?yīng)力越大；中心點(diǎn)相同形變時(shí)，同一個(gè)圓環(huán)上的應(yīng)力大小基本相當(dāng)；中心點(diǎn)相同形變時(shí)，離中心越遠(yuǎn)的環(huán)應(yīng)力越小。
　　2.對(duì)熔石英玻璃施加機(jī)械外力，促使表面應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生可預(yù)知的變化，在不同的應(yīng)力狀態(tài)下原位測(cè)試其損傷閾值和損傷增長(zhǎng)閾值。得出如下結(jié)論