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表面杂质诱导薄膜元件的热应力损伤被引量：8: 2017年; 基于薄膜元件的热力学理论,建立了强激光连续辐照下薄膜元件的热分析模型,模拟了薄膜元件表面杂质吸热后向周围薄膜进行热传递的过程,并讨论了表面洁净度等级和杂质尺寸对薄膜元件热应力损伤的影响。研究结果表明:强激光连续辐照下,表面杂质会吸收激光能量产生较大的温升,激光辐照时间越长,功率密度越大,杂质的温升也越大;吸热后,达到熔点的杂质和未达到熔点的杂质分别通过热传导和热辐射的方式向周围薄膜传递热量,通过热传导作用在薄膜元件表面引起的温升明显高于热辐射作用引起的;杂质向周围薄膜传递热量后会在薄膜元件上产生非均匀的温度梯度,进而产生热应力,热应力随着温度梯度的增加而增大,且处于一定尺寸范围内的杂质,更容易诱导薄膜元件热应力损伤;此外,薄膜元件的表面洁净度等级越高,杂质粒子的数目越多,越易于造成薄膜元件的热应力损伤。; 徐娇陈丽霞游兴海张彬; 关键词：激光光学热应力

变形镜结构参数对高功率激光相位特性的影响被引量：11: 2015年; 在高功率连续激光辐照下,变形镜(DM)表面产生的热形变会对入射激光引入附加相位畸变,进而降低光束质量。利用有限元分析软件ANSYS建立了变形镜模型,分析比较了变形镜与高反镜热形变的特点,并讨论了变形镜结构参数对入射激光相位特性的影响。研究结果表明:与高反镜相比,变形镜的热形变更为明显;变形镜极头间距越小,热形变带来的高频相位畸变越多;极头长度对高频成分的影响较大,极头长度越短,热形变带来的高频成分越多,因而适当增加极头长度能够降低热形变带来的高频相位畸变;增大极头直径能使高频畸变所占比例有所降低,但会减弱变形镜的校正能力,因而在实际设计时应综合考虑。计算结果可为变形镜的参数优化设计提供一定参考价值。; 彭家琪胡小川陈丽霞张彬; 关键词：激光光学变形镜热形变结构参数

变形镜的结构参数对其疲劳寿命的影响被引量：5: 2017年; 在自适应波前校正过程中,变形镜(DM)受驱动器循环机械驱动作用会产生疲劳累积损伤。利用DM的影响函数和最小二乘法对波前校正过程进行模拟,采用有限元方法分析了DM在波前校正过程中的应力分布,并结合Miner疲劳累积损伤理论,计算了DM的疲劳寿命。在此基础上,重点讨论了DM结构参数对影响函数和DM疲劳寿命的影响。研究结果表明,对于给定的畸变波前,当DM极头数相同时,极头采用三角形排布方式时DM的交连值最小,疲劳寿命最长;极头采用正方形排布方式时DM的交连值最大,疲劳寿命最短。此外,当极头间距增大时,DM交连值会随之减小,致使DM的疲劳寿命变长。当极头间距相同时,增大极头半径和缩短极头长度会使DM的交连值变小,DM的疲劳寿命也会变短。极头间距变化对DM疲劳寿命的影响程度大于极头半径和长度;当极头间距一定时,不同的排布方式对应的极头数目不同,DM的极头数越多,疲劳寿命就越短。; 罗帅陈丽霞张彬; 关键词：自适应光学变形镜有限元分析结构参数

波前校正变形镜的疲劳损伤特性被引量：9: 2016年; 以随机相位屏作为待校正畸变波前,采用有限元分析方法,利用应力分析模型得到变形镜(DM)校正过程中的应力载荷谱,并基于应力-寿命(S-N)曲线和Miner累积损伤理论建立了变形镜的疲劳寿命预估模型,分析了波前校正过程中变形镜的疲劳损伤特性,并详细讨论了不同驱动方式及不同结构参数对变形镜使用寿命的影响。研究结果表明:在波前校正过程中,变形镜基底后表面损伤的程度大于前表面,基底与极头连接部位最易损坏。当待校正畸变波前形态一定时,波前峰谷(PV)值越大,变形镜的疲劳寿命越短;而当波前PV值一定时,畸变波前中的高频成分越多,变形镜产生的应力集中现象越明显,其疲劳寿命也随之缩短。此外,结构参数也会对变形镜的疲劳寿命造成影响,随着基底厚度的增加、极头长度的缩短,以及极头直径的增加,变形镜的疲劳寿命逐渐缩短。其中,极头直径变化所带来的影响最为明显。; 陈丽霞胡小川张彬孙年春; 关键词：几何光学自适应光学变形镜

Zernike多项式对空间高频相位拟合的改进方法被引量：12: 2016年; 以随机相位屏构造光束波前畸变模型,运用不同阶数的Zernike多项式对其进行拟合。通过对比分析原始波前及拟合波前的功率谱密度,明确了波面拟合过程中Zernike多项式对波前中高频成分拟合存在的不足,进而提出了基于Zernike多项式的分块拟合方式加以改进。研究结果表明:在常规的拟合方式下,随着拟合阶数的增加,能准确反映的波前相位空间频率逐渐向高频范围扩展,但其扩展幅度并不大;此外,即使采用较高的拟合阶数,Zernike多项式也难以准确反映波前空间频率中的高频成分;而采用分块拟合方式后,Zernike多项式的拟合效果明显提升,并能有效反映畸变波前空间频率中的高频成分;在提高波面拟合精度上,增加分块数的效果明显优于增加Zernike多项式拟合阶数;对于分块拟合方式,当分块数一定时,增大子区域拟合所使用的Zernike阶数的拟合效果明显优于增大整体拟合所使用的Zernike阶数。; 陈丽霞胡小川韩开张彬; 关键词：激光光学 ZERNIKE多项式波面拟合空间频率

基于变形镜热形变预估模型的自校正效果分析被引量：6: 2015年; 在波前校正过程中,变形镜(DM)在强激光连续辐照(CW)下会产生热形变,进而对入射光引入附加波前畸变,从而制约了变形镜的波前校正效果,致使光束质量改善效果变差。从变形镜热形变面形的Zernike多项式分解出发,建立了强激光连续辐照下变形镜的热形变预估模型,根据预估所得的热形变面形,模拟计算得到了变形镜的驱动器控制信号参数,进而驱动变形镜对其自身的热形变面形进行了实时补偿。仿真结果表明,该自校正方法能有效补偿变形镜自身的热形变面形,减小变形镜热形变对其校正能力的影响;采用局部换热方式只能在一定程度上减小变形镜形变面形引起的平移相差和离焦相差,对光束质量的改善效果也比较有限,而该自校正方法能有效减小热形变引起的光程差,从而对光束质量起到明显的改善作用。; 胡小川王度陈丽霞张彬; 关键词：激光器自校正变形镜热形变

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陈丽霞