Investigation on Laser Damage Probability of Fused Silica with S...

### 激光损伤概率对熔融石英在多波长同时照射下的研究 #### 摘要 本文探讨了熔融石英表面在单波长配置或同时双波长（1053、527和351纳米）纳秒激光脉冲照射下的损伤性能，目的是探索频率转换过程中损伤起始的机理。基于吸收和热传递机制，并结合激光损伤统计，提出了一个考虑激光强度高斯分布的模型，以精确计算激光损伤概率。在不同波长配置下测量了熔融石英表面的激光损伤概率曲线。通过研究激光波长配置对激光损伤概率的影响，本文提出了一种方法来识别不同波长照射下的损伤前体类型。 #### 关键词 米氏理论、杂质、激光损伤概率 #### 引言 纳秒激光引起的损伤（LID）仍然是高功率激光系统发展中的一个问题。在美国国家点火设施（NIF）中，1053纳米波长（1ω）的纳秒激光束被转换为527纳米（2ω）和351纳米（3ω）。由于点火实验所需的频率转换效率通常仅为55%到65%，用于分离未转换的1ω和2ω光束的熔融石英光栅会同时受到主3ω光束以及剩余的1ω和2ω光束的照射。众所周知，在3ω照射下，熔融石英内部主要的纳米级杂质比1ω或2ω照射时吸收更多的激光能量，因此短波长更容易引起光学材料的损伤[1-3]。对于多波长同时照射下的损伤性能，已有研究探讨了磷酸二氢钾（KH₂PO₄或KDP）[4-9]和光学涂层[10-14]的情况。 #### 主要研究内容与方法 本研究主要关注的是熔融石英在多波长同时照射下的激光损伤概率。为了准确评估激光损伤的概率，研究人员基于以下几点进行了探讨： 1. **吸收和热传递机制**：通过对熔融石英在不同波长激光照射下的吸收特性和热传递过程的研究，了解损伤发生的物理基础。 2. **激光损伤统计模型**：考虑到激光强度分布遵循高斯分布的特点，研究团队构建了一个能够准确预测激光损伤概率的模型。 3. **实验设计与结果分析**：实验中采用了不同波长配置进行照射，并记录了激光损伤的情况。通过对比分析不同波长照射下的损伤概率，研究人员能够确定哪些类型的缺陷更容易导致损伤的发生。 #### 结论与展望 本研究揭示了熔融石英在多波长同时照射下的激光损伤特性，特别是针对不同波长配置对损伤概率的影响进行了深入探讨。通过实验和理论分析相结合的方法，本研究为理解熔融石英在复杂激光环境中的损伤机制提供了重要的参考依据。未来的研究方向可能包括进一步探究其他类型的光学材料在多波长同时照射下的损伤特性，以及如何优化材料的结构和成分以提高其抗损伤能力。 #### 参考文献 本研究参考了多篇关于熔融石英和其他光学材料在激光照射下的损伤特性的文献，具体包括对熔融石英、KDP晶体和光学涂层的研究成果。这些研究成果为本研究提供了重要的理论和技术支持，有助于更全面地理解激光损伤现象及其影响因素。 该研究为理解熔融石英在多波长同时照射下的激光损伤机制提供了一种新的视角，对于开发更加耐用和高效的高功率激光系统具有重要意义。