光电探测器的激光破坏机理研究

本文主要分析激光辐射各种光电探测器及其相似材料结构时，所产生各种破坏效应的物理机制，进而分析讨论产生各种破坏效应时的理论计算模型及其适用性。最后探讨光电探测器及其相似材料的激光破坏机理相关研究的发展方向。     

面阵CCD图像传感器点破坏机理研究

用１．６μｍ脉冲激光聚焦辐照面阵ＣＣＤ图像传感器。遭破坏面积不到有效传感器面积的万分之一，整个ＣＣＤ图象传感器无图像输出。破坏阈值小于１２Ｊ／ｃｍ２。分析了破坏机理。     

高强度二氧化硅玻璃光纤的疲劳机理

本文用二氧化硅玻璃裂纹生长的实验数据和光纤延时断裂机理预测试强度二氧化硅玻璃光纤的疲劳行为。结果表明用断裂机理的方法中以描述在室温和潮湿条件下观察到的高强度光纤的机械特性。合理解释高强度光纤疲劳行为的关键是应用光纤表面裂纹扩张速率随外部应力指数增加的断裂速率定律。本文还指出高强度光纤的断裂机理能区分在更苛刻环境中控制光纤断裂的其它过程。     

应力水平下的激光冲击小孔构件疲劳扩展研究

激光冲击强化可以降低小孔构件裂纹扩展速率,提高疲劳寿命。疲劳扩展是疲劳寿命的主要组成部分,不同的应力水平会影响疲劳扩展,其对未强化试样和强化试样的影响是不同的。为此通过激光冲击强化TC4-DT钛合金双联小孔试样,然后进行疲劳试验,研究应力水平下的激光冲击小孔构件疲劳扩展。研究结果表明：应力水平提高会导致疲劳条带宽度增大,同时强化端同比增大尺寸大于未强化端,未强化端(I0)和强化端疲劳条带宽度(I1)差值(I0-I1)与未冲击端疲劳条带宽度(I0)的比值也有降低的趋势。因此,增大应力水平会增大疲劳条带宽度,应力水平的变化对激光冲击强化后试样的疲劳扩展影响更大,应力水平增大降低激光冲击强化疲劳寿命增益;在激光冲击强化参数一定时,应该规定适用的应力水平范围。     

高强度硅基玻璃通信光纤的疲劳机理

用二氧化硅玻璃裂纹生长的实验数据和光纤延时破断的断裂机理，预测高强度硅基玻璃光纤的疲劳行为，结果表明用断裂机理的方法可以描述在室温和潮湿条件下观察到的高强度光纤的疲劳行为。合理解释高强度光纤疲劳行为有利于对光纤表面裂纹扩张速率随外部应力指数增加的断裂速率定律的应用。另外，还提出高强度光纤的断裂机理能区分在更苛刻环境中控制光纤断裂的其它过程。     

单面激光冲击孔壁残余应力与疲劳失效

孔结构往往会造成零件上的应力集中,降低零件的疲劳寿命,激光冲击强化能够有效地缓解这一问题。在试验研究中发现采用高峰值压力对试件进行激光冲击强化后,试件的疲劳寿命反而降低,同时断口上的疲劳源也随之发生内移,这很可能是因为高峰值压力在孔壁内产生较大的残余拉应力而降低了小孔件的疲劳寿命。为此采用ABAQUS软件,针对不同峰值压力、载荷脉宽对7050-T7451小孔件孔壁上应力分布的影响进行研究。研究结果表明:峰值压力的提高在增大压应力层深度的同时也会增大带孔件孔壁上的拉应力,同时残余拉应力所在位置也随之发生内移;当峰值压力不同时,载荷脉宽对孔壁上应力分布的影响也会随之改变。     

超短脉冲光波对固体材料的破坏机理研究

介绍了超短脉冲电磁波(光波)在材料中传播时引起的独特破坏机制以及在各个方面的广泛应用.用数值方法模拟了光波对材料的破坏过程,并分析了相互作用过程中各种非线性机制的作用.     

激光冲击范围对小孔构件疲劳性能的影响

激光冲击强化能够有效地提高孔结构零件的疲劳寿命。试验中采用较大的冲击区域范围对试样进行激光冲击强化后,发现试样的疲劳寿命降低甚至出现负增益。为此采用有限元分析和试验的方法,研究单面激光冲击范围对铝合金小孔件残余应力场以及疲劳寿命的影响。研究结果表明:激光冲击范围的增大,导致试样沿孔壁方向的应力分布变差,并且残余压应力影响层的深度降低;同时对疲劳拉伸后试样的断口观察发现,随着冲击范围的增大,疲劳裂纹源的位置也随之发生内移。因此对于小孔构件的激光冲击强化,应严格控制激光冲击范围以提高小孔构件的抗疲劳性能。     

美国研究热容激光器对物质破坏机理

美国利弗莫尔实验室（LLNL）在军方的资助下，目前正在研究脉冲固体激光对物质破坏机理。采用板条热容固体激光器，进行了激光与钢、铝和碳复合材料等靶材相互作用的初步实验。在这些试验中，激光器的输出能量为80J／脉冲，激光脉冲宽度300μs～400μs，脉冲重复频率10Hz，靶材上的激光峰值功率密度接近2×10^7／cm^2。     

基于红外热像的网架焊接空心球节点疲劳试验研究

焊接空心球网架结构被广泛使用在带悬挂吊车的工业厂房中。悬挂吊车带来的往复交变荷载会造成网架焊接节点的疲劳破坏。在焊接空心球节点的疲劳试验过程中,借助红外热像仪记录试件表面的温度,得到了试件表面的温升分布,温升高区位于钢管与焊接球的焊接连接球面焊趾处,此区域对应节点最后的疲劳破坏位置。在疲劳试验过程中,焊趾处的温升高区位置几乎不变,当疲劳裂纹穿透球壁厚时,温升高区的位置发生变化。试验表明:红外热像仪可以实时记录焊接空心球节点试件在疲劳试验过程中表面的温度,通过分析温升高区在没有可见裂纹的情况下就可预测疲劳破坏发生的位置,温升高区位置的变化对应裂纹贯穿球壁时节点试件的疲劳寿命。     

DF激光作用下氟玻璃破坏阈值的测量及机理

实验测量了氟铝酸盐玻璃对3．8μm激光的透射率以及在高功率连续DF激光作用下的破坏阈值，根据实验结果，应用耦合热弹性理论和大型有限元程序，模拟了氟玻璃窗口在矩形光斑作用下的温度响应和力学响应，分析了氟玻璃破坏的机理，由此推断靶材断裂的危险点，并和实验情况相比较，最后，对氟玻璃材料作为高功率激光器输出窗口的可行性作出评价。     

应力水平对激光冲击强化圆角疲劳寿命的影响

为了研究不同应力水平（疲劳试验过程中应力最大值）下,激光冲击强化对圆角结构疲劳寿命的影响,对半径为3mm的TC4-DT钛合金圆角试样进行了激光冲击试验,接着对试样进行拉-拉疲劳试验,在疲劳试验过程中采用的两种应力水平分别为385MPa和423MPa,应力比r=0.1,并通过扫描电子显微镜对疲劳断口进行分析。结果表明,激光冲击强化后,疲劳源从圆角表面向内部移动,且疲劳辉纹宽度减小,圆角结构疲劳寿命得到提高;当应力水平从385MPa增大至423MPa时,圆角疲劳寿命增益由246.2%减小至111.8%;激光冲击强化后,圆角结构表面形成一定深度的参与压应力,疲劳性能得到提高;但随着应力水平增大,激光冲击强化对圆角结构疲劳寿命的增益减小。该结果为针对薄弱区域强化而抑制疲劳裂纹萌生的研究具有指导意义。     

高功率激光对光学介质薄膜破坏机理的研究进展

本文综述了高功率激光对光学介质薄膜破坏的几种机理,着重阐述了激光等离子体及其扩展时产生的冲击波对光学介质薄膜的破坏作用.     

激光测量玻璃的破坏阈值

利用激光装置，探讨和测量了光学元件如光学玻璃、晶体及各种光学膜层破坏的阈值。     

激光冲击处理提高铝合金疲劳性能的机理研究

对激光冲击提高铝合金材料疲劳寿命的微观机理作了初步探讨。实验结果表明铝合金疲劳寿命提高的原因是位错的大量产生和残余压应力的存在。     

激光冲击对钛合金机械零件疲劳特性的影响分析

为提升钛合金零件工作的可靠性与经济性,就激光冲击对钛合金机械零件疲劳特性的影响展开分析。根据激光冲击原理,得到冲击波压力与激光功率密度间关系,通过调整公式获取理想的冲击波压力值,优化激光器的各项参数;利用等离子高效产生冲击波,提升残余应力,得到应力分布方式与实际交变拉应力变化对疲劳强度与抗腐蚀性的影响,使疲劳裂纹得到有效控制;根据轮廓算术平均偏差和微观波浪度与点高度和,获得激光冲击与粗糙参数之间的负相关性,分析得出激光冲击对钛合金零件疲劳特性的影响。经过仿真实验,发现激光冲击能够有效降低表面粗糙度,令应力水平显著提升,从而增强耐疲劳、耐磨损性能,其对疲劳特性的影响有着主导性的作用。     

激光喷丸强化铝合金疲劳特性的数字化分析

激光喷丸强化(LSP)是一种基于冲击波力效应的非传统抗疲劳制造技术,目前关于激光喷丸强化的研究大多集中在机制和实验上.由于激光冲击过程是一个复杂的热力耦合过程.涉及的因素较多,实验方法难于全面理解各种参数对激光喷丸效果的关联影响.介绍了典型的激光喷丸强化过程的数字化分析方法,以有限元分析工具ABAQUS和MSC.Fatigue为平台,通过编制激光冲击波加载模块,解决了数据流传递中的接口问题.以2024-T3航空铝合金试样为例,对激光喷丸强化过程中激光冲击波的传播、残余应力大小以及疲劳特性行为等进行了数值分析,并对激光喷丸强化的疲劳寿命进行了预测,建立起了激光冲击波压力一残余应力一疲劳寿命之间的数字化分析方法,实现了激光喷丸过程和喷丸效果评价的可视化.     

激光对PIN结光电二极管热破坏机理的研究

就高功率激光对ＰＩＮ结光电二极管因热效应引起的硬破坏过程进行了理论和实验研究．提出激光的热效应与伴随等离子体扩展时向外喷溅形成的冲刷效应是导致硅光二极管被破坏的主要原因。得到了Ｑ开关ＹＡＧ激光与ＰＩＮ结光电二极管器件相互作用时的热分布、最高温度表达式和对应的实验结果。