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变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟

张耀平,  樊峻棋,  龙国云

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张耀平, 樊峻棋, 龙国云. 变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
引用本文: 张耀平, 樊峻棋, 龙国云. 变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
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Zhang Yaoping, Fan Junqi, Long Guoyun. Finite element simulation of thermal distortions of deformable mirror with laser irradiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
Citation: Zhang Yaoping, Fan Junqi, Long Guoyun. Finite element simulation of thermal distortions of deformable mirror with laser irradiation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(11): 1136002-1136002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
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变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟

doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
  • 1.

    中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209;

  • 2.

    中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209

基金项目: 

国家高技术研究发展计划

详细信息
    作者简介:

    张耀平(1973-),男,博士,主要从事激光薄膜方面的研究。Email:zyp_820@163.com

  • 中图分类号: O484.1

Finite element simulation of thermal distortions of deformable mirror with laser irradiation

  • 1.

    Institute of Optics and Electronics,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China;

  • 2.

    The Key Laboratory on Adaptive Optics,Chinese Academy of Sciences,Chengdu 610209,China

  • 摘要: 利用有限元分析软件数值模拟了固体激光器系统中由单晶硅（Silicon）、石英（Silica）与超低膨胀玻璃（ULE）等不同材料制作的变形反射镜受激光辐照下的热畸变特性。计算结果表明：当入射激光功率密度为0.225 kW/cm2，激光照射时间为10 s，镜面反射率为99.9%时，三种材料的变形镜的最大温升分别为0.804、6.751与7.122℃，最大热变形分别为0.049 3、0.034 8与0.005 m，相比之下，单晶硅温升较小，超低膨胀玻璃（ULE）的变形与应力最小，ULE是未来比较理想的镜面材料。最后，对变形镜在长脉冲激光辐照下也进行了计算与分析。
    Abstract: The thermal distortions of deformable mirror with such materials as mon-crystalline silicon, silica and nucleated glass (ULE), irradiated with diod-pumped soli-state laser (DPL) were calculated and analyzed using FEA software. The results show that when the power density of input laser is 0.225 kW/cm2, and the reflectivity of the deformable mirror thin film are 99.9%, the temperature rising and thermal distortions of the deformable mirror are separately 0.804, 6.751 and 7.122℃, and 0.049 3, 0.034 8 and 0.005 4m respectivel, under the radiation time of 10 seconds. By comparison, the temperature rising of deformable mirror with mon-crystalline silicon substrate is smaller; the deformation and stress of ULE is the lowest, which would be a kind of more promising material for producing deformable mirror in future DPL laser system. In the end, some results of the long pulse laser irradiation were calculated and analysis.
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出版历程
  • 收稿日期:  2016-03-12
  • 修回日期:  2016-04-18
  • 刊出日期:  2016-11-25

变形镜在激光辐照下热畸变有限元模拟

doi: 10.3788/IRLA201645.1136002
  • 1. 中国科学院光电技术研究所,四川 成都 610209;
  • 2. 中国科学院自适应光学重点实验室,四川 成都 610209
    • 作者简介:

    张耀平(1973-),男,博士,主要从事激光薄膜方面的研究。Email:zyp_820@163.com

  • 收稿日期: 2016-03-12
  • 修回日期: 2016-04-18
  • 刊出日期: 2016-11-25
基金项目:

国家高技术研究发展计划

  • 中图分类号: O484.1

摘要: 利用有限元分析软件数值模拟了固体激光器系统中由单晶硅（Silicon）、石英（Silica）与超低膨胀玻璃（ULE）等不同材料制作的变形反射镜受激光辐照下的热畸变特性。计算结果表明：当入射激光功率密度为0.225 kW/cm2，激光照射时间为10 s，镜面反射率为99.9%时，三种材料的变形镜的最大温升分别为0.804、6.751与7.122℃，最大热变形分别为0.049 3、0.034 8与0.005 m，相比之下，单晶硅温升较小，超低膨胀玻璃（ULE）的变形与应力最小，ULE是未来比较理想的镜面材料。最后，对变形镜在长脉冲激光辐照下也进行了计算与分析。

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