本文關鍵詞：光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳播特性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：光學元件的亞表面損傷降低了光學材料的性能,直接影響光學系統(tǒng)的重要功能指標,阻礙其進一步發(fā)展�；诠馍⑸浞ǖ募す夤步癸@微檢測方法是一種快速、便捷、精確的亞表面無損檢測方法,它利用亞表面損傷對入射光的散射調(diào)制信號分析光學元件的亞表面損傷信息,故研究光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳輸特性,對建立更全面的亞表面損傷共焦檢測方法的理論體系是十分必要的。論述了光學元件亞表面損傷缺陷的常見類型和產(chǎn)生機理、激光共焦顯微檢測方法的基本原理及有限元數(shù)值算法的基本原理；將有限元數(shù)值算法應用到亞表面損傷的研究中,探索亞表面損傷的散射特性,通過仿真實驗研究聚焦光束入射到亞表面損傷缺陷時,不同因素對其散射光信號的影響；仿真模擬共焦顯微探測過程,分析探測過程中亞表面損傷缺陷的散射光信號變化規(guī)律；基于構建的激光共焦顯微探測系統(tǒng),采集光學元件亞表層的散射光信號,并將散射光變化規(guī)律與仿真結果進行對比驗證。建立了光學元件亞表面中顆粒損傷和三類微裂紋損傷(橫向裂紋、錐形裂紋和鋸齒狀裂紋)的數(shù)值模型,利用有限元電磁仿真軟件模擬了玻璃介質(zhì)中含有顆粒和三種微裂紋時的光場分布,分析并獲得入射波長、亞表面損傷缺陷的尺寸、折射率、形狀以及深度對其散射光信號強度的影響情況。在此基礎上,模擬亞表面損傷的激光共焦顯微探測過程,研究了探測過程中亞表面顆粒和微裂紋損傷引起的光場變化情況及散射光信號強度的變化規(guī)律�；跇嫿ǖ募す夤步癸@微檢測實驗裝置對亞表面損傷樣片進行實際測量,實驗結果驗證了仿真實驗的正確性和數(shù)值模型的有效性,表明了前期對于亞表面缺陷誘導散射光傳播特性變化的研究結果是正確的,為進一步研究具有更復雜形貌及分布的亞表面損傷奠定了基礎。
【關鍵詞】：光學元件 亞表面損傷 聚焦光束 光散射 有限元法
【學位授予單位】：西安工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TH74
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 課題背景及意義8-10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀10-12
• 1.2.1 國內(nèi)亞表面損傷散射特性的研究現(xiàn)狀10-11
• 1.2.2 國外亞表面損傷散射特性的研究現(xiàn)狀11-12
• 1.3 光學元件亞表面損傷的常見類型12-13
• 1.4 研究方法及原理13-15
• 1.5 本文研究的主要內(nèi)容及組織結構15-17
• 2 基于有限元方法的仿真實驗17-26
• 2.1 有限元方法的計算原理17-18
• 2.2 亞表面損傷模型設計18-20
• 2.2.1 橫向裂紋(LC)模型18-19
• 2.2.2 赫茲錐形裂紋(HCC)模型19-20
• 2.2.3 拖尾鋸齒狀裂紋(TIC)模型20
• 2.3 有限單元劃分20-22
• 2.4 邊界條件設置22-25
• 2.5 本章小結25-26
• 3 亞表面損傷誘導聚焦光傳播特性變化的研究26-45
• 3.1 約定26
• 3.2 顆粒雜質(zhì)對光的調(diào)制作用26-29
• 3.2.1 入射波長對散射強度的影響26-27
• 3.2.2 顆粒粒徑對散射強度的影響27-28
• 3.2.3 顆粒折射率對散射強度的影響28-29
• 3.3 橫向裂紋(LC)對光的調(diào)制作用29-34
• 3.3.1 模型描述29-30
• 3.3.2 裂紋寬度對散射強度的影響30-31
• 3.3.3 裂紋深度對散射強度的影響31
• 3.3.4 裂紋傾斜角度對散射強度的影響31-32
• 3.3.5 裂紋折射率對散射強度的影響32-34
• 3.4 赫茲錐形裂紋(HCC)對光的調(diào)制作用34-39
• 3.4.1 模型描述34-35
• 3.4.2 裂紋寬度對散射強度的影響35-36
• 3.4.3 裂紋深度對散射強度的影響36-37
• 3.4.4 裂紋內(nèi)徑對散射強度的影響37
• 3.4.5 裂紋傾角對散射強度的影響37-38
• 3.4.6 裂紋折射率對散射強度的影響38-39
• 3.5 拖尾鋸齒狀裂紋(TIC)對光的調(diào)制作用39-44
• 3.5.1 模型描述39-40
• 3.5.2 裂紋寬度對散射強度的影響40
• 3.5.3 裂紋深度對散射強度的影響40-41
• 3.5.4 裂紋間距對散射強度的影響41-43
• 3.5.5 裂紋軸長對散射強度的影響43
• 3.5.6 裂紋折射率對散射強度的影響43-44
• 3.6 本章小結44-45
• 4 亞表面損傷共焦探測的仿真模擬45-50
• 4.1 亞表面顆粒的共焦探測45-47
• 4.2 亞表面微裂紋的共焦探測47-49
• 4.3 本章小結49-50
• 5 亞表面損傷的共焦顯微探測實驗及結果分析50-60
• 5.1 激光共聚焦顯微測量系統(tǒng)的構建50-52
• 5.2 光學元件亞表面損傷的探測及分析52-55
• 5.2.1 測試樣片準備52
• 5.2.2 檢測結果及分析52-55
• 5.3 實驗誤差分析55-58
• 5.3.1 針孔大小的影響55-57
• 5.3.2 探測器位置偏移的影響57-58
• 5.3.3 其它影響因素58
• 5.4 本章小結58-60
• 6 結論與展望60-62
• 6.1 結論60-61
• 6.2 展望61-62
• 參考文獻62-67
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文67-68
• 致謝68-70

【參考文獻】

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  本文關鍵詞：光在亞表面損傷介質(zhì)中的傳播特性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：324739