Que savez-vous des matériaux de protection laser ? (Partie 2)

Matériaux de protection laserdoit avoir une stabilité de performance suffisante lorsqu'il est exposé à une irradiation laser. Lorsqu'il est exposé à une irradiation laser, l'absorbant ne peut pas être décoloré ou décoloré de manière significative pour affecter l'effet d'absorption, et le matériau de base ne peut pas être vieilli ou décomposé.

2. Matériaux de protection laser basés sur le principe optique non linéaire

La base théorique des matériaux de protection non linéaires est l'optique non linéaire, c'est-à-dire la théorie de la polarisation non linéaire du milieu causée par l'interaction entre le champ électromagnétique fort et le milieu. Le matériau de protection laser non linéaire idéal doit avoir un temps de réponse non linéaire très court dans toute la bande de protection et peut s'adapter à la protection des lasers à commutation Q et à verrouillage de mode. Le coefficient optique non linéaire, en particulier le coefficient optique non linéaire du troisième ordre, doit être élevé, le seuil de dommage anti-laser doit être élevé et la bande limite stable des propriétés physiques et chimiques doit être large.

2.1 Absorption non linéaire

Le matériau absorbant non linéaire est le matériau absorbant à saturation inverse. Le coefficient d'absorption du matériau absorbant anti-saturé est approximativement linéaire sous la faible irradiation laser, et le coefficient d'absorption du milieu augmente avec l'augmentation de l'intensité lumineuse d'entrée sous la forte irradiation laser, de manière à réaliser la protection du laser. À l'heure actuelle, il existe de nombreux rapports sur la recherche de matériaux absorbants à saturation inverse. Dont toluène, o-xylène, tétrachloroéthane en solution C6o solvant, matériau composite C6o/pst matériau composite C60/pmma ; l'indanthrine et ses dérivés tels que l'oxyde d'indentation, le chlorure d'indentation, l'oligomère d'indentation, etc.; Composés organométalliques ; Dérivés de fullerène 17 ; Composé de sacrifice ; Matériaux polymères non linéaires du troisième ordre, tels que les matériaux poly double fast, poly Z fast, polystyrène fast.

C6o est une sphère composée de 60 atomes de carbone, avec une structure covalente méso-électron sphérique tridimensionnelle, et a donc une non-linéarité optique plus forte. La valeur de protection laser de Yindanshilin est élevée, la transmission laser à haute énergie est très faible et les performances de protection sont bonnes. Le seuil d'absorption laser des dérivés de Yindanshilin est relativement faible et les performances de protection laser sont médiocres.

Les composés de métaux lourds CAI Xianjing ont une co-lourde bidimensionnelle élevée. Le système électronique peut être combiné avec plus de 60 atomes métalliques différents. En raison de la grande dérégionalisation du système électronique et du transfert de charge de la liaison métal-ligand, il présente une grande polarisation non linéaire.

2.2 Diffusion non linéaire

Un matériau optique non linéaire est composé de deux milieux d'indices de réfraction linéaires correspondants mais les différents indices de réfraction non linéaires ont les caractéristiques d'un matériau optique non linéaire sous l'action du laser. La caractéristique de la diffusion non linéaire est qu'il n'y a pas d'effet de diffusion lorsque la faible lumière incidente présente une transmission élevée. Lors d'un fort incident lumineux, l'effet de diffusion est considérablement amélioré, ce qui montre une faible transmission. Ils ne se produisent que dans des diffuseurs non linéaires composés de deux matériaux différents. Ce diffuseur non linéaire peut être une suspension de liquide et de particules, telle qu'une suspension de carbone colloïdal, ou il peut s'agir d'un milieu mixte solide composé de deux solides.

2.3 Réfraction non linéaire

La réfraction non linéaire comprend la photoréfraction, l'auto-focalisation et l'auto-défocalisation trois types de limitation photoréfractive est l'utilisation de l'effet photoréfractif pour provoquer l'amplification de la lumière diffusée, de sorte que la lumière humaine à l'énergie de transfert de lumière diffusée, afin de limiter l'intensité de la lumière transmise : la mise au point auto-convergente (diffuse) fait référence au matériau non linéaire sous l'action du faisceau gaussien, l'indice de réfraction du changement axisymétrique n=n0 plus n21 , 7 coefficient d'indice de réfraction du matériau ; C'est l'intensité lumineuse. A n20, la méthode d'auto-focalisation est utilisée pour faire converger les faisceaux. À 0, la méthode d'auto-défocalisation est utilisée pour faire diverger la lumière afin que l'objectif de limitation de la lumière de sortie soit fort et petit puisse être atteint. Ces matériaux comprennent des substances inorganiques telles que les monocristaux ferroélectriques de tungstène-cuivre SNB60 et BSKNN-60 et certains polymères organiques.

2.4 Réflexion non linéaire

L'interface composée d'un matériau linéaire et d'un matériau non linéaire est appelée interface non linéaire. Si l'indice de réfraction du matériau non linéaire est positif, l'indice de réfraction du matériau non linéaire doit être supérieur à l'indice de réfraction du matériau non linéaire. Lorsque la lumière incidente du matériau linéaire à l'interface, l'angle incident répond à la condition d'angle critique de réflexion totale. Lorsque la faible lumière incidente, parce que la condition de réflexion totale est remplie, la lumière incidente est complètement réfléchie. Lorsque le laser puissant est déclenché, l'indice de réfraction non linéaire change considérablement, la condition de réflexion totale est détruite, une partie de l'énergie lumineuse est transmise et l'intensité de la lumière réfléchie est affaiblie, de manière à atteindre l'objectif de protection. Bien sûr, l'interface non linéaire composée de deux matériaux optiques non linéaires avec des symboles non linéaires opposés peut également obtenir l'effet de protection laser.

3. Matériaux de protection pratiques en phase thermique

Étant donné que l'interaction entre le laser et le matériau est d'abord un effet thermique, le mécanisme de transition de phase thermique de certains matériaux peut être utilisé pour obtenir une forte protection laser. À l'heure actuelle, le matériau à couches minces VO est le plus étudié. Le film VO est une sorte de matériau à changement de phase thermotrope. Il a une structure monoclinale proche de la température ambiante et un état semi-conducteur. La bande interdite est 0.7eV et la longueur d'onde de coupure correspondante est de 1800 nm. Lorsque la température monte à 68C, la structure devient orthogonale et métallique. Lorsque le faisceau laser est irradié sur le film mince VO, le matériau est chauffé et le processus de transition de phase semi-conducteur-métal se produira, accompagné de ce processus, ses caractéristiques photoélectriques changeront considérablement, en particulier les caractéristiques infrarouges passeront d'une transmission élevée à une réflexion élevée. Les propriétés optiques des films VO peuvent être utilisées pour bloquer l'attaque de la lumière infrarouge et du rayonnement électromagnétique, réalisant ainsi une protection laser.

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