Рецензенты:
академик Ф. В. Бункин,
доктор физико-математических наук Е. М. Кудрявцев
Утверждено к печати Учёным советом ИОФАН им А. М. Прохорова
Формат 60x90 1/16. Печать офсетная

В монографии проведена оценка предельной величины поглощения света отражающей поверхностью, проанализирована роль возможных механизмов поглощения света металлами, определён вклад системы интерференционных и защитных покрытий в изменение поглощения света отражающей поверхностью. Рассмотрены механизмы разрушения твёрдых прозрачных материалов электромагнитным полем, что является одной из причин, ограничивающих предельную выходную мощность светового пучка. Исследованы особенности термоупругого состояния при различных режимах теплового удара. На основе разработанных методов расчёта предложены способы снижения термоупругих деформаций охлаждаемых оптических элементов. Рассмотрены методы контроля отражающей поверхности и испытаний оптических элементов.

Для научных работников, аспирантов и студентов, занимающихся разработкой и созданием оптических элементов мощных лазеров.

Предисловие	6

Глава 1. МОЩНЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ КОМПЛЕКСЫ И ТРЕБОВАНИЯ К ИХ ОПТИЧЕСКИМ ЭЛЕМЕНТАМ	12
1.1. Типы мощных лазеров	12
1.2. Требования к оптическим элементам	19

Глава 2. ПОГЛОЩЕНИЕ И ОТРАЖЕНИЕ СВЕТА ОПТИЧЕСКОЙ ПОВЕРХНОСТЬЮ	22
2.1. Поглощение электромагнитного излучения веществом (феноменологическая теория)	22
2.2. Поглощение света металлами	24
2.3. Применение интерференционных покрытий для увеличения коэффициента отражения оптических элементов	35
2.3.1. Система тонких плёнок (основные уравнения)	36
2.3.2. Матричный метод расчёта	41
2.3.3. Однослойные покрытия	46
2.3.4. Выбор материалов интерференционных покрытий для инфракрасного диапазона излучения	49
2.4. Методы измерения коэффициента поглощения света оптической поверхностью	64
2.4.1. Калориметрический метод	65
2.4.2. Разностные методы	67
2.4.3. Поляризационный метод	77

Глава 3. РАЗРУШЕНИЕ ПРОЗРАЧНЫХ МАТЕРИАЛОВ ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫМ ПОЛЕМ МОЩНОГО ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ	81
3.1. Роль лавинной ионизации в разрушении прозрачных материалов	81
3.2. Разрушение прозрачных материалов, содержащих микронеоднородности	90
3.3. Разрушение интерференционных и защитных покрытий оптических элементов	93
3.3.1. Распределение интенсивности электрического поля в многослойных диэлектрических покрытиях оптических элементов	93
3.3.2. Интенсивность электрического поля в среде, из которой падает излучение	102
3.3.3. Интенсивность электрического поля в подложке	106
3.3.4. Основные механизмы разрушения интерференционных и защитных покрытий	107

Глава 4. ФАЗОВАЯ И СТРУКТУРНАЯ СТАБИЛЬНОСТЬ МАТЕРИАЛОВ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ	111
4.1. Локальное плавление вблизи дефектов кристаллической структуры	111
4.2. Образование аморфного слоя на металлической поверхности при воздействии мощного лазерного импульса	118
4.2.1. Условия образования аморфного слоя на металлической поверхности	118
4.2.2. Кинетика образования аморфного слоя на металлической поверхности при воздействии термического импульса	125
4.2.3. Структура аморфного слоя, образующегося на металлической поверхности	130
4.3. Роль дефектов кристаллической структуры в стабилизации материалов оптических элементов	134
4.3.1. Флуктуационное образование концентрационных неоднородностей в поле структурных несовершенств	134
4.3.2. Равновесие и рост выделений новой фазы в поле упругих напряжений	138
4.4. Образование концентрационных неоднородностей при взаимодействии вакансий с атомами растворённого вещества	143
4.4.1. Образование сегрегации атомов растворённого вещества при их взаимодействии с вакансиями	143
4.4.2. Влияние комплексов вакансия-примесь на образование сегрегации вдоль границ зёрен	148
4.4.3. Влияние атомов примеси на диффузионный рост пор	154

Глава 5. НАПРЯЖЁННО-ДЕФОРМИРОВАННОЕ СОСТОЯНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИЛОВОЙ ОПТИКИ ПРИ ИМПУЛЬСНОМ И ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОМ СВЕТОВОМ НАГРУЖЕНИИ	159
5.1. Основные соотношения динамической задачи термоупругости	159
5.2. Связанная динамическая задача термоупругости в рамках классической феноменологии Фурье	162
5.3. Динамическая несвязанная задача термоупругости	164
5.4. Закономерности термонапряжённого состояния элементов силовой оптики с учётом динамических эффектов	165
5.4.1. Решение задачи нестационарной теплопроводности в области с движущейся границей	165
5.4.2. Расчёт температурных полей при различных условиях на оптической поверхности	169
5.4.3. Термоупругая реакция оптических элементов при тепловом ударе	174
5.5. Динамические задачи термоупругости в рамках обобщённой термомеханики	193
5.6. Образование периодических структур на поверхности твёрдых тел
при релаксации напряжений	201

Глава 6. ТЕРМИЧЕСКИЕ ДЕФОРМАЦИИ В ОХЛАЖДАЕМЫХ ЭЛЕМЕНТАХ СИЛОВОЙ ОПТИКИ ПРИ ВОЗДЕЙСТВИИ НЕПРЕРЫВНОГО СВЕТОВОГО ПОТОКА	206
6.1. Расчёт термических деформаций в охлаждаемых элементах силовой оптики	206
6.2. Расчёт температурных полей в охлаждаемых оптических элементах	212
6.2.1. Стационарная задача	212
6.2.2. Нестационарная задача	220
6.3. Системы охлаждения оптических элементов	226
6.3.1. Оптические элементы с теплообменниками на основе микроканальной и вафельной структур	226
6.3.2. Оптические элементы с теплообменниками на основе щёточных структур	232
6.3.3. О возможности использования структур с открытой пористостью в системах охлаждения элементов силовой оптики	241

Глава 7. ПАРАМЕТРЫ ТЕРМИЧЕСКОЙ СТАБИЛЬНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ И ПРИМЕНИМОСТЬ МАТЕРИАЛОВ В СИЛОВОЙ ОПТИКЕ	256
7.1. Параметры термической стабильности элементов силовой оптики	256
7.2. Проблема снижения веса оптических элементов	262
7.3. Элементы силовой оптики из кремния	263
7.4. Крупногабаритные оптические элементы на основе многослойных сотовых структур	265
7.5. Композиционные материалы в силовой оптике	268
7.6. Крупногабаритные оптические элементы из бериллия	270

Глава 8. МЕТОДЫ КОНТРОЛЯ ОТРАЖАЮЩЕЙ ПОВЕРХНОСТИ И ИСПЫТАНИЯ ОПТИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПОД ЛУЧЕВОЙ НАГРУЗКОЙ	272
8.1. Контроль чистоты и шероховатости отражающей поверхности	272
8.2. Измерение коэффициента диффузного рассеяния света оптической поверхностью	273
8.3. Определение радиуса кривизны отражающей поверхности	280
8.3.1. Пробные стёкла	280
8.3.2. Метод Гартмана	281
8.3.3. Метод Фуко	287
8.3.4. Голографический интерферометр с обращением волнового фронта	296
8.4. Испытания оптических элементов	305

Литература	310

Книги на ту же тему

Структура оптического изображения: Дифракционная теория и влияние когерентности света, Марешаль А., Франсон М., 1964
Методы расчёта оптических систем. — 2-е изд., доп. и перераб., Слюсарев Г. Г., 1969
Световые приборы. Учебник для вузов, Карякин Н. А., 1975
Техническая оптика, Русинов М. М., 1979
Техническая оптика, Русинов М. М., 1961

elapsed time 0.020 sec

/Наука и Техника

ОГЛАВЛЕНИЕ

Книги на ту же тему