Method for determining the radiation resistance of materials with a single irradiation
Keywords:
radiation resistance, laser ablation, Weibull–Gnedenko statistics, statistical research methodsAbstract
This article discusses an issue related to the field of power optics, which boils down to determining the radiation strength of a surface exposed to a powerful laser pulse. Due to the stochastic nature of the phenomenon, the surface of a material exposed at different points to such irradiation by a laser pulse, in each case either collapses or not. This phenomenon is often referred to as laser ablative destruction or simply laser ablation. Knowledge of the dynamics of laser ablative destruction of a material surface induced by laser radiation is of great technical and technological importance. This paper discusses a method for predicting the dynamics of laser ablation damage by determining the radiation strength of the surface by statistical methods. For each value of the energy density, the surface is irradiated, the presence or absence of destruction initiated by this pulse is recorded, after which the probability p of destruction of the sample is determined. Based on the experimental data obtained, the probability curve of this event is plotted. Further, the Weibull–Gnedenko distribution is applied and the radiation strength of the material surface is determined with a single irradiation of the material.
References
Анисимов С. И., Лукьянчук Б. С. Избранные задачи теории лазерной абляции // УФН. 2002. Т. 172, №3. С. 301–333.
Колдунов М. Ф., Маненков А. А., Покотило И. Л. Механическое разрушение прозрачных твёрдых тел лазерными импульсами разной длительности // Квантовая электроника. 2002. Т. 32, № 4. С. 335–340.
Бессараб A. В., Кормер С. Б., Павлов Д. В., Фунтиков А. И. Статистические закономерности поверхностного разрушения оптического стекла под действием широких пучков лазерного излучения // Квантовая электроника. 1977. Т. 4, № 2. С. 328–334.
Aлешин И. В. и др. Оптический пробой прозрачных сред, содержащих неоднородности // ЖЭТФ. 1976. Т. 70, вып.4. с.12–14.
Кортов В. С., Перлов Д. И., Шифрин В. П. О взаимосвязи параметров экзоэмиссии с лучевой стойкостью элементов ОКГ // Квантовая электроника. 1976. Т. 3, № 5. С. 1143–1145.
O. Connel. Single and multip.-shot laser damage properties of commercial grade PMMA // Appl. Optics. 1984. V. 23, N 5. p. 682–688.
Патент № 2034245, Российская Федерация, G01J 5/50. Способ определения предела оптической прочности материала / В. А. Петров, А. Е. Чмель, А. М. Кондырев; патентообладатель Петров А. В. Заявл. 26.11.1991; опубл. 30.04.1995.
Патент № 2034245, Российская Федерация, G01B 7/34 G01N 23/22. Способ контроля лучевой прочности поверхности оптических материалов / Л. Б. Глебов, А. Ф. Зацепин, В. С. Кортов, Н. В. Никоноров, В. В. Тюков, В. И. Ушкова; патентообладатель Уральский государственный технический университет. Заявл. 26.12.1990; опубл. 30.04.1995.
Патент № 2430352, Российская Федерация, G01N 17/00. Способ определения лучевой прочности поверхности оптической детали / Д. И. Дмитриев, И. В. Иванова, В. Н. Пасункин, В. С. Сиразетдинов; патентообладатель федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (ФГУП НИИКИ ОЭП) (RU). Заявл. 28.11.2010; опубл. 27.09.2011.
Аткарская А. Б., Шеманин В. Г., Мкртычев О. В.Изменение показателя преломления наноразмерных плёнок при модифицировании стеклянных подложек // Известия высших учебных заведений. Физика. 2012. № 8/2. С. 238–239.
Atkarskaya A. B., Privalov V. E., Shemanin V. G., Mkrtychev O. V. Laser ablation of the glass nanocomposites studies // Optical Memory and Neural Networks. 2014. V.23, Issue 4. p. 265–270.
Привалов В. Е., Фотиади А. Э., Шеманин В. Г., Мкртычев О. В. Лазерная абляция нанокомпозитов // Научно-технические ведомости Санкт-Петербургского государственного политехнического университета. Физико-математические науки. 2015. № 1 (213). С. 128-135.
Шеманин В. Г., Привалов В. Е., Мкртычев О. В. Метод оценки оптической прочности облучаемой поверхности при лазерной абляции // Измерительная техника. 2018. № 7. С. 34–37.
URL: http://izmt.ru/note.php?type=TAMI_izmt¬es_id=281
Mkrtyche O. V., Privalov V. E., Shemanin V. G., Shevtsov Yu. V. Study of Laser Ablative Destruction of Composites with Nanoscale Coatings of Hafnium and Zirconium Dioxides // Opt. Mem. Neural Networks. 2020. V. 29. P. 142–146.
URL: https://doi.org/10.3103/S1060992X20020095
Маненков А. А., Прохоров А. М. Лазерное разрушение прозрачных твёрдых тел // УФН. 1986. Т. 148, вып. 1. С. 179–211.
Патент № 2694073, Российская Федерация, G01N 17/00 G01M 11/02. Способ определения предела оптической прочности материала при однократном облучении / О. В. Мкртычев, В. Г. Шеманин; патентообладатель Мкртычев О. В. Заявл. 26.03.2018; опубл. 09.07.2019. Бюл. № 19.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2021 Лазеры. Измерения. Информация
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.
Copyright information
Тексты данной электронной статьи защищены (cc) Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
Вы можете свободно:
Делиться (You are free: to Share) – копировать, распространять и передавать другим лицам данную электронную книгу при обязательном соблюдении следующих условий:
– Атрибуция (Attribution) – Вы должны атрибутировать произведения (указывать автора и источник) в порядке, предусмотренном автором или лицензиаром (но только так, чтобы никоим образом не подразумевалось, что они поддерживают вас или использование вами данного произведения).
– Некоммерческое использование (Noncommercial use) – Вы не можете использовать эти произведения в коммерческих целях.
– Без производных произведений – Вы не можете изменять, преобразовывать или брать за основу эту электронную книгу или отдельные произведения.
Licensed under the Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Unported License.
To view a copy of this license, visit http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
or send a letter to Creative Commons, 444 Castro Street, Suite 900, Mountain View, California, 94041, USA.
You are free:
to Share — to copy, distribute and transmit the work
Under the following conditions:
Attribution — You must attribute the work in the manner specified by the author or licensor (but not in any way that suggests that they endorse you or your use of the work).
Non-commercial — You may not use this work for commercial purposes.
No Derivative Works — You may not alter, transform, or build upon this work.
Any of the above conditions can be waived if you get permission from the copyright holder.
