Отслеживание и понимание событий лазерного повреждения в оптике — Часть 07

2.1 Манипулирование и понимание предшественников лазерного повреждения посредством процессов роста материала

В сочетании со статистической моделью такая информация, как плотность прекурсора и пороговое распределение, может быть извлечена из кривой вероятности повреждения, которая косвенно отражает информацию о прекурсоре. Анализ показывает, что кристалл KDP (www.wisoptic.com) в основном содержит прекурсор с пороговым распределением. После непрерывной фильтрации порог повреждения основной частоты прекурсора значительно увеличивается, а общая плотность значительно снижается, как показано в таблице ниже, где параметр ρ 0 представляет собой плотность прекурсора, а T 0 указывает среднее значение значение порога предшественника, а Δ T  указывает стандартное отклонение порога.

В литературе считается, что эти наноскопические   дефекты в кристаллах KDP, скорее всего, представляют собой скопления стехиометрических электронных дефектов, поэтому можно считать, что действительная часть показателя преломления наноскопического   дефектов равен материалу матрицы, а характерная величина наноскопических   дефекты можно определить по его размеру и показателю преломления .  Первоначальное повреждение происходит потому, что наноскопические дефекты вызывают повышение температуры, превышающее критическую температуру повреждения кристалла KDP за счет поглощения лазерной энергии. Как только критическая температура будет превышена, материал расплавится и вызовет неконтролируемое поглощение и повреждение. Эта критическая температура обычно принимается равной ~ 550 K. На основе модели термодиффузии в сочетании с критической температурой повреждения и результатами измерения порога можно вывести взаимосвязь между информацией о характерном количестве наноскопических дефектов в кристаллах KDP и повреждением. . Анализ моделирования показывает, что максимальный коэффициент экстинкции нанодефектов в образцах НКВ составляет около 4×10 ^-4, а зависимость Т (а) между порогом плотности энергии и масштабом нанодефектов получается, как показано на рисунке (а). ) . Чем меньше масштаб дефектов, тем выше порог . Порог более крупных наноскопических дефектов не имеет большой разницы . Масштабное распределение ρ (a) нанодефектов можно получить, подставив соотношение T (a) плотности энергии   порог    в функцию распределения   порога дефекта, как показано на рисунке (b) . Плотность и масштаб наноскопических дефектов , очевидно , уменьшаются с уменьшением размера пор фильтра.

Хотя размер прекурсоров реально измерить невозможно, тенденция влияния размера пор фильтра на размер прекурсоров в кристалле KDP подтверждается, что согласуется с результатами моделирования дефекта s '   Модель поглощения тепла. С одной стороны, это показывает, что повреждение кристаллов KDP под действием лазерного излучения основной частоты в основном происходит за счет поглощения тепла   прекурсоры размером  десятков нанометров. С другой стороны, это также дает характеристики поглощения   прекурсоров  и количественные требования к их размерной шкале   при различных условиях лазерного потока. Этот результат исследования играет ключевую роль в разработке высокоэффективных кристаллов KDP.