Способ измерения порогов объемного оптического пробоя прозрачных материалов

 

СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОГОВ ОБЪЕМНОГО ОПТИЧЕСКОГО ПРОБОЯ ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в облучении материалов лазерным излучением, отличающийся тем, что, с целью сокращения времени измерений, материал облучают по крайней мере двумя сериями лазерных импульсов с одинаковой интенсивностью в каждой серии q и q больше пороговой, подвергая облучению каядый раз новый участок, подсчитьгоают среднее число микроразрушений N и ; Nj , появившихся в каждой серии после облучения исследуемых областей материала и ВЫЧИСЛЯЮТ порог объемного оптического пробоя q материала из соот (/) ношения Enq.- ,,en. ,:

ÄÄ SUÄÄ 1187023

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ . РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H ABTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

«1

% (й)0 " 1 (1>Ьс1 (К2) -(К,) ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (Z 1) 3674663/24-25 (22) 20. 12. 83 (46) 23.10.85. Бюл . № 39 (72) В.П. Крутякова, Б.А. Райхман и В.Н. Смирнов (53) 621.375 8 (088.8) (56) Горшков Б.Г. и др. Размерный эффект и статистика лазерного разрушения щелочно-галоидных кристаллов на днище волны 10,6 мкм. — Квантовая электроника, 1981, т. 8, № 1, с. 148154.

Алешин И.В. и др. Оптическая прочность слабопоглощающих материалов. Л., Изд-во, ЛДНТП, 1974, с. 12.

Крутяков В.П. и др. Свечение щелочно-галоидных кристаллов под действием излучения с ) = 10.,6 мкм.

ЖТФ, 1978, т. 48, № 4, с. 844-852. (54)(57) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПОРОГОВ

ОБЪЕМНОГО ОПТИЧЕСКОГО ПРОБОЯ (53)4 д1 N 17 00 Н 01 S 3 00

ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ, заключающийся в облучении материалов лазерным излучением, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью сокращения времени измерений, материал облучают по крайней мере двумя сериями лазерных импульсов с одинаковой интенсивностью в каждой серии и q больше пороговой, подвергая облучению каждый раэ новый участок, подсчитывают среднее число микрораэрушений (М„) и (N ),появившихся в каждой серии после облучения исследуемых областей материала и вычисляют порог объемного оптического пробоя q* материала иэ соотношения

1187023

М (Tip14с)(в(5 (%*) Пример. Используется СО, лазер с длительностью импульса

1,5 мкс. Диаметр облучаемого пятна составляет 0,5 мм. Излучение фокусируется в объем образцов размерами 30-30.,90 мм на глубину 4050 мм линзой с фокусным расстояни40 ем Г = 600 мм. Подсчеты проводятся в пяти областях трека микроразрушений общей длиной Sh=2 мм (< Е

Полученные значения порогов практически совпадают с результатами их

4S измерения статистическим методам, но при этом время на проведение измерений сокращается в 25 раз, а размеры использовавшихся образцов. в первом случае в 5 раз меньше тех, SO которые требуются при измерении известными методами. итель В. Варнавский .О.Неце Корректор С. Черни

Состав

Техред

Редактор О. Черниченко

Заказ 6539/47

Тираж 896 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений.и открытий

113035 Москва Ж-35 Ра шская вас. . 4 5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,4

Изобретение относится к квантовой,электронике и предназначено . для измерения порогов оптического пробоя в объеме прозрачных материалов, исПользуемых, в частности, дпя изготовления элементов лазерных систем.

Целью изобретения является сокращение числа измерений и, таким образом, сокращение времени и средств на проведение испытаний.

Оптический пробой в объеме прозрачных материалов связан с разогревом поглощающих неоднородностей. В основу способа положено существование зависимости от интенсивности излучения числа микроразрушений, обусловленных поглощающими неоднородностями и появляющихся в облучаемой области при интенсивностях, превышающих пороговую. Образец последовательно облучают двумя сериями лазерных импульсов с гауссовым распределением интенсивности излучения q(r) = q ехр(-r /r ) и оди— иаковыми интенсивностями в каждой серии, причем в обеих сериях интенсивности превышают пороговую q* образования микроразрушений. Для каждой серии подсчитывают среднее число микроразрушений, появившихся после облучения в материале, где q +N q»

Границы области, в которой проводят подсчет микроразрушений, находят следующим образом.

Длину области h выбирают достаточно произвольно, исходя из требования неизменности интенсивности излучения на оси пучка, равной Ч о что всегда выполняется в пределах каустики длиннофокусных линз. Радиус г* области, соответствующей неравенству q > q» находят из условия q*=q ехр (-(r*) /r2 ), где r параметр гауссова распределения., совпадающий с радиусом эффективного пятна воздействия, и вычисляют объем цилиндрической области, ограниченной радиусом r* по формуле

V = 7ih(r») .

Тогда число микроразрушений в объеме V„ после воздействия лазерного импульса с интенсивностью на оси пучка 1 „ равно: где С вЂ” концентрация поглощающих неоднородностей, которая должна удовлетворять условию r > (C) i> означающему заведомое попадание поглощающих неоднородностей в пределы облучаемого пятна.

Аналогично находят N соответствующее q, и определяют пороговую интенсивность q» по формуле

Кроме тогд, можно определить

20 концентрацию поглощающих неоднородностей, которые непосредственно приводят к оптическому пробою материала, что важно для контроля оптических материалов, предназначенных для изготовления элементов силовой оптики. Концентрацию поглощающих неоднородностей С определяют по наклону зависимости (Б)=f(Pnq)

1 описываемой уравнением прямой с уг30 ловым коэффициентом

j=(iran 14) (((М45-<М„5 (Qni51-