Методика определения лучевой прочности материалов при однократном облучении

Авторы

  • Олег Витальевич Мкртычев Новороссийский филиал БГТУ им. В. Г. Шухова

Ключевые слова:

лучевая прочность, лазерная абляция, статистика Вейбулла–Гнеденко, статистические методы исследования

Аннотация

В данной статье рассматривается вопрос, относящийся к области силовой оптики, который сводится к определению лучевой прочности поверхности, подвергающейся облучению мощным лазерным импульсом. Поверхность материала, подвергающегося в разных точках такому облучению импульсом лазерного излучения, ввиду стохастической природы явления, в каждом случае либо  разрушается, либо нет. Это явление часто называют лазерным абляционным разрушением/ деструкцией или просто лазерной абляцией. Знание динамики лазерного абляционного разрушения поверхности материала, индуцированного лазерным излучением, имеет важное техническое и технологическое значение. В данной работе рассматривается метод прогнозирования динамики лазерного абляционного разрушения с помощью определения лучевой прочности поверхности статистическими методами. Для каждого значения плотности энергии проводится облучение поверхности, фиксируется наличие или отсутствие инициированного этим импульсом разрушения, после чего определяется вероятность p разрушения образца. По полученным экспериментальным данным строится кривая вероятности данного события. Далее применяется распределение Вейбулла–Гнеденко и определяется лучевая прочность поверхности материала при однократном облучении материала.

Библиографические ссылки

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&notes_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.

Загрузки

Опубликован

2021-03-02 — Обновлена 2021-03-02

Как цитировать

Мкртычев, О. В. (2021). Методика определения лучевой прочности материалов при однократном облучении. Лазеры. Измерения. Информация, 1(1), 7-13. извлечено от https://lasers-measurement-information.ru/ojs/index.php/laser/article/view/3

Выпуск

Раздел

Взаимодействие лазерного излучения с веществом