激光辐照效应的研究型物理实验探索

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作者 徐世珍 向霞 +1 位作者 刘艺 祖小涛 《实验科学与技术》 2013年第5期226-229,共4页

介绍了激光辐照效应研究型物理实验的教学探索实践,利用CO2激光对石英玻璃元件表面进行辐照处理,实现对元件亚表面裂纹等缺陷的修复,另外对CO2激光辐照热效应过程进行了理论解释。该实验可作为高年级本科生的专业选修实验,以及课程设计... 介绍了激光辐照效应研究型物理实验的教学探索实践,利用CO2激光对石英玻璃元件表面进行辐照处理,实现对元件亚表面裂纹等缺陷的修复,另外对CO2激光辐照热效应过程进行了理论解释。该实验可作为高年级本科生的专业选修实验,以及课程设计或毕业设计的研究型实验,对培养和锻炼学生的创新能力,发挥学生的主观能动性等都有重要的意义。 展开更多

关键词 石英玻璃 CO2激光 激光辐照效应 研究型实验

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半导体材料的激光辐照效应计算和损伤阈值分析 被引量：25

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作者 段晓峰 牛燕雄 张雏 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第8期1057-1061,共5页

在激光对抗中 ,探测器容易受到激光损伤 ,为此研究了连续强激光对半导体材料的损伤机理 ,建立了氧碘化学激光器辐照InSb圆板型靶材的二维物理模型。在圆柱坐标系中利用积分变换法 ,求解热传导和热弹性力学方程组 ,得到由激光辐照引起的... 在激光对抗中 ,探测器容易受到激光损伤 ,为此研究了连续强激光对半导体材料的损伤机理 ,建立了氧碘化学激光器辐照InSb圆板型靶材的二维物理模型。在圆柱坐标系中利用积分变换法 ,求解热传导和热弹性力学方程组 ,得到由激光辐照引起的温度场和热应力场的瞬态分布。经过严格的理论分析 ,计算出InSb材料的激光破坏阈值 ,讨论了不同的辐照时间和光斑半径对破坏阈值的影响。研究发现其破坏形态为熔融破坏 ,一般不会出现解理或炸裂现象 ,这一结果与相关实验报道一致。最后分析了与温度有关的非线性参量对损伤阈值的影响。 展开更多

关键词 激光物理 激光辐照效应 温度场 应力场 损伤阈值 非线性效应

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脉冲激光辐照皮肤组织的热效应数值模拟研究 被引量：2

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作者 唐芳 牛燕雄 +5 位作者 张雏 黄峰 陈燕 姜楠 杨海林 杨会钗 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2007年第12期1259-1261,1269,共4页

具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏。本文建立了激光辐照皮肤组织的二维热效应模型,并在柱坐标系下精确求解了高斯分布的激光脉冲辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布。研究结果表明:脉冲激光对皮肤组织的热损... 具有一定强度的激光辐照皮肤组织时可造成组织的破坏。本文建立了激光辐照皮肤组织的二维热效应模型,并在柱坐标系下精确求解了高斯分布的激光脉冲辐照皮肤组织的热传导方程,得到瞬态温度场分布。研究结果表明:脉冲激光对皮肤组织的热损伤,最早发生在光束中心处,并沿着径向和轴向衰减,当脉冲激光辐照后一段时间,温度达到最大值时并不是发生在脉冲结束时,而是在脉冲结束后的一段时间内。脉冲激光辐照皮肤组织,激光能量密度起着决定性因素,焦斑半径也是影响作用效果的一个非常重要的参数。 展开更多

关键词 激光物理 激光辐照效应 解析计算 温度分布 皮肤组织

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波段内外连续激光对单结GaAs太阳电池辐照效应研究 被引量：2

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作者 李云鹏 冯国斌 +3 位作者 张检民 林新伟 师宇斌 窦鹏程 《现代应用物理》 2017年第3期40-46,共7页

在激光耦合强度、辐照面积和辐照时间对应相同的条件下,对单结GaAs太阳电池分别开展了波段内808nm、波段外1 070nm连续激光单独辐照以及两者联合辐照实验,发现三种辐照方式对应的样品损伤程度十分接近。结合等效电路输出的I-V曲线随太... 在激光耦合强度、辐照面积和辐照时间对应相同的条件下,对单结GaAs太阳电池分别开展了波段内808nm、波段外1 070nm连续激光单独辐照以及两者联合辐照实验,发现三种辐照方式对应的样品损伤程度十分接近。结合等效电路输出的I-V曲线随太阳电池参数的变化、电致发光图像及小光斑激光响应扫描测试结果对损伤机理进行了分析。结果表明:激光辐照导致太阳电池损伤的实质是PN结内缺陷增多。 展开更多

关键词 激光辐照效应 单结GaAs太阳电池 连续激光 性能退化

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连续波激光辐照光伏型探测器的光电饱和效应 被引量：4

5

作者 强希文 《半导体光电》 CAS CSCD 北大核心 2000年第5期352-354,共3页

从描述载流子输运的基本方程入手 ,建立了描述载流子和电场的动力学方程。利用数值方法 ,得到不同参数激光辐照探测器时的光生电动势 ,以及达到载流子饱和所需的激光阈值强度。

关键词 光电探测器 激光辐照效应 连续波 光电饱和

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激光辐照Si-CCD热力效应的研究 被引量：1

6

作者 李婧 陈祖红 《电子科技》 2011年第4期122-124,共3页

由于光电探测器吸收激光后的温升、以及由于温升造成的各种现象,均能使探测器遭受到不同程度的损伤。文中利用热弹性理论对氧碘激光器辐照硅材料进行研究,建立二维平面模型,通过解析计算得到由激光辐照半导体材料引起的温度场和应力场... 由于光电探测器吸收激光后的温升、以及由于温升造成的各种现象,均能使探测器遭受到不同程度的损伤。文中利用热弹性理论对氧碘激光器辐照硅材料进行研究,建立二维平面模型,通过解析计算得到由激光辐照半导体材料引起的温度场和应力场的瞬态分布。 展开更多

关键词 光电探测器 激光辐照效应 温度场 热应力场

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三结GaAs太阳电池连续激光辐照累积效应

7

作者 李云鹏 窦鹏程 +4 位作者 张检民 吴丽雄 刘卫平 徐作冬 师宇斌 《现代应用物理》 2022年第4期13-19,共7页

开展了三结GaAs太阳电池1.1μm连续激光辐照效应实验,获取了太阳电池损伤温度范围,据此将效应结果分3个温度区间分别分析。结合太阳电池耦合特性测量结果,设计并开展了相同辐照功率密度不同辐照时间及相同温度历程不同辐照次数累积效应... 开展了三结GaAs太阳电池1.1μm连续激光辐照效应实验,获取了太阳电池损伤温度范围,据此将效应结果分3个温度区间分别分析。结合太阳电池耦合特性测量结果,设计并开展了相同辐照功率密度不同辐照时间及相同温度历程不同辐照次数累积效应实验。实验结果表明:当最高温度低于490℃时,太阳电池不会发生明显损伤;当最高温度超过490℃时,太阳电池激光辐照有明显的累积效应,增加辐照次数会加重太阳电池损伤程度;若最高温度为490~660℃时,随着辐照次数增加,太阳电池性能逐渐降低直至趋于一个定值;若最高温度超过660℃,随着辐照次数增加,太阳电池性能逐渐降低直至接近完全失效。 展开更多

关键词 激光辐照效应 三结GaAs太阳电池 连续激光 累积效应

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激光辐照行间转移型CCD的串扰效应 被引量：3

8

作者 周旋风 张德锋 +3 位作者 王彦斌 肖文健 任广森 李华 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期1225-1233,共9页

在采用一束激光辐照电荷耦合器件(ChargedCoupledDevice,CCD)图像传感器时,串扰效应是最重要的干扰之一。本文采用532 nm激光对一个行间转移型CCD进行辐照实验,观测到了一系列串扰现象,计算CCD的饱和阈值为0.32 mW/cm2。根据行间转移型... 在采用一束激光辐照电荷耦合器件(ChargedCoupledDevice,CCD)图像传感器时,串扰效应是最重要的干扰之一。本文采用532 nm激光对一个行间转移型CCD进行辐照实验,观测到了一系列串扰现象,计算CCD的饱和阈值为0.32 mW/cm2。根据行间转移型CCD的工作原理和驱动脉冲时序,将串扰效应分为积分周期内的溢出和读出转移时的溢出两个过程,并据此开展了串扰效应图像的仿真研究。首先基于高斯光束传输变换规律对探测靶面的激光能量分布进行了仿真,然后根据光电转换效应对光生电荷分布进行了仿真,对串扰效应的两个溢出过程进行仿真得到了串扰电荷分布,最后对电压检测和灰度量化过程进行仿真得到了串扰图像。统计计算得到仿真相对误差均小于40%,说明仿真结果与实验结果吻合得很好。 展开更多

关键词 激光辐照效应 串扰效应 电荷耦合器件 图像传感器 图像仿真

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Q开关Nd:YAG脉冲激光对红外滤光片的损伤效应 被引量：6

9

作者 袁永华 刘颂豪 +4 位作者 孙承纬 罗福 范正修 廖常俊 胡海洋 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第5期677-680,共4页

介绍了由滤光片膜层结构决定的激光在光学薄膜中形成温度场及驻波场特性。用 1.0 6 μm调Q Nd :YAG激光器 ,在激光脉冲宽度 10ns和光斑直径 0 .6 1μm的条件下 ,进行了激光辐照红外滤光片的损伤特性实验研究。根据脉冲激光辐照红外滤光... 介绍了由滤光片膜层结构决定的激光在光学薄膜中形成温度场及驻波场特性。用 1.0 6 μm调Q Nd :YAG激光器 ,在激光脉冲宽度 10ns和光斑直径 0 .6 1μm的条件下 ,进行了激光辐照红外滤光片的损伤特性实验研究。根据脉冲激光辐照红外滤光片后样品损伤分析 ,发现滤光片的最初损伤发生在里面的膜层中 ,从而在实验上验证了计算得到的滤光片膜层中存在其温度场及驻波场的结果。 展开更多

关键词 激光辐照效应 红外滤光片 光学薄膜 温度场 驻波场 激光损伤

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连续激光辐照GaAs材料损伤的数值模拟计算 被引量：5

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作者 李娟 孙文军 +3 位作者 孙京南 赵立萍 李孟洋 支洪武 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第5期571-574,共4页

基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材... 基于热传导理论,构建了高斯分布的连续激光辐照GaAs材料的二维轴对称非稳态物理模型,且利用多物理场直接耦合分析软件COMSOL Multiphysics求解热传导方程得到了材料表面温度分布曲线以及光斑中心处温度沿厚度方向分布曲线,并得出GaAs材料的分解损伤时间与入射光功率密度的关系曲线.研究表明,在连续激光辐照下,GaAs材料可能会发生分解损伤,激光功率越高,材料被破坏所需的时间越短.理论计算结果与相关的实验结论一致,说明所建立的激光辐照效应模型具有科学性. 展开更多

关键词 激光辐照效应 高斯光束 温度场 损伤阈值

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激光辐照引起的材料温度场和热应力场的瞬态分布 被引量：9

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作者 王刚 徐强 +4 位作者 刘洋 王虎 梁晓东 李艳 陈志学 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2011年第4期801-805,共5页

光电探测器吸收激光后的温升以及因温升造成的各种现象,致使探测器遭受到不同程度的损伤。利用热弹性理论对CO2激光器辐照K9玻璃材料进行研究,建立激光辐照材料温升及热应力分布二维平面模型,通过解析计算得到由激光辐照半导体材料引起... 光电探测器吸收激光后的温升以及因温升造成的各种现象,致使探测器遭受到不同程度的损伤。利用热弹性理论对CO2激光器辐照K9玻璃材料进行研究,建立激光辐照材料温升及热应力分布二维平面模型,通过解析计算得到由激光辐照半导体材料引起的温度场和应力场的瞬态分布。研究表明,K9玻璃材料的激光辐照损伤阀值与辐照时间和光斑半径相关。在同一条件下,造成的热应力损伤阀值较熔融损伤的低,故K9玻璃材料的破坏形态为热应力破坏。 展开更多

关键词 光电探测器 激光辐照效应 温度场 热应力场

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CO_2激光辐照氧化矾热像仪的实验 被引量：4

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作者 张来明 徐东东 +4 位作者 亓风杰 王敏 谢冀江 郭劲 吴军辉 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第2期348-353,共6页

为了研究波段内激光辐照焦平面阵列热像仪时的性能表现,设计了一系列视场内辐照实验。理论上采用了平顶高斯函数和有限个复高斯函数之和模拟激光器输出的平顶型光束以及激光器输出镜和光路中各种光学元件构成的光阑,结合近轴光学系统的... 为了研究波段内激光辐照焦平面阵列热像仪时的性能表现,设计了一系列视场内辐照实验。理论上采用了平顶高斯函数和有限个复高斯函数之和模拟激光器输出的平顶型光束以及激光器输出镜和光路中各种光学元件构成的光阑,结合近轴光学系统的柯斯林光束衍射公式计算了激光光束的传递以及变换。在实验中,通过在光路中放置单透镜光学元件以及调节该元件和激光器与热像仪之间距离的方法实现了实验室激光光束对热像仪的有效干扰。实验结果表明,通过设计的光路,连续的低功率激光能够对热像仪成像形成干扰,激光光束在热像仪焦平面上形成的弥散斑能覆盖热像仪近30%的像元,使热像仪无法识别背景目标物。理论分析与实验结果相符。 展开更多

关键词 激光辐照效应 热像仪 CO2激光

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单结GaAs太阳电池连续激光辐照热损伤机理 被引量：5

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作者 李云鹏 张检民 +2 位作者 窦鹏程 师宇斌 冯国斌 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第5期88-93,共6页

开展了单结GaAs太阳电池808 nm、10.6μm连续激光辐照实验研究,结果显示,相同激光耦合强度下两种激光对电池的损伤模式相似,且随着激光耦合强度逐渐提高,电池最大输出功率呈现"阶梯"状下降。通过对比辐照过程中温升速率、温... 开展了单结GaAs太阳电池808 nm、10.6μm连续激光辐照实验研究,结果显示,相同激光耦合强度下两种激光对电池的损伤模式相似,且随着激光耦合强度逐渐提高,电池最大输出功率呈现"阶梯"状下降。通过对比辐照过程中温升速率、温度峰值以及高温持续时间对损伤结果的影响,结合能谱仪和扫描电子显微镜的测量结果以及方差分析结果对损伤机理进行了分析和验证。认为高温导致GaAs分解、电极氧化是单结GaAs太阳电池性能退化的主因。 展开更多

关键词 激光辐照效应 单结GaAs太阳电池 连续激光 热损伤 性能退化

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纳秒激光辐照下HgCdTe光伏探测器的瞬态响应特性退化 被引量：3

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作者 徐作冬 张检民 +1 位作者 林新伟 邵碧波 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第1期134-138,共5页

为研究光伏探测器瞬态响应特性在短脉冲激光作用下的变化规律,以一种室温下零偏压工作的HgCdTe光电二极管为实验对象,测量了该器件对脉冲宽度约16 ns的不同强度响应波段内激光的响应信号波形。在探测器的对数线性响应区内,随着入射激光... 为研究光伏探测器瞬态响应特性在短脉冲激光作用下的变化规律,以一种室温下零偏压工作的HgCdTe光电二极管为实验对象,测量了该器件对脉冲宽度约16 ns的不同强度响应波段内激光的响应信号波形。在探测器的对数线性响应区内,随着入射激光能量密度从约7.2 nJ/cm^2增大到75μJ/cm^2,响应波形的宽度逐渐增大,半高宽约由55 ns增大到235 ns,底宽约由170 ns增大到380 ns。脉冲响应波形的展宽意味着器件的瞬态响应特性发生了退化。通过分析强注入条件下光电二极管准中性区光生载流子扩散过程,以及结电场与结电容变化对过剩载流子输运过程的影响,对上述光伏探测器瞬态响应特性退化的特征进行了机理解释。 展开更多

关键词 激光辐照效应 光伏探测器 瞬态响应 脉冲信号展宽 HGCDTE

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波段外10.6μm激光辐照中红外PV型HgCdTe光电探测器机理分析 被引量：4

15

作者 李莉 陆启生 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第11期2535-2539,共5页

用波长为10.6μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段... 用波长为10.6μm的波段外连续波激光辐照PV型HgCdTe中红外光电探测器,得到了不同辐照功率密度下探测器的响应输出随激光功率密度变化的一系列实验结果。观察到探测器对波段外激光的电压响应方向与波段内激光的电压响应方向相同,随波段外激光功率密度升高,探测器的电压响应值先增大后减小。分析认为:该现象是由于探测器材料的弱吸收和基底材料的强吸收在不同时刻产生的不同的温度梯度,与材料的整体温升共同作用的结果。该温度梯度在探测器内产生温差电动势,而热激发的电子空穴对在温度梯度的作用下定向运动被结电场分离,产生热生电动势,热生电动势是波段外激光辐照下PV型探测器中电动势产生的主要机制。 展开更多

关键词 激光辐照效应 PV型HgCdTe光电探测器 波段外激光 热生电动势

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强激光与靶材相互作用的力学效应研究 被引量：15

16

作者 强希文 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2000年第3期141-144,共4页

:根据模拟激光源加热金属材料的实验情况 ,考虑材料的物性参数随温度的变化 ,通过求解热传导方程得到各种情况下材料的温度时空分布 ,并利用热弹性本构方程、应变 -位移关系以及应力平衡关系 ,建立了激光辐照金属材料时的轴对称热应力... :根据模拟激光源加热金属材料的实验情况 ,考虑材料的物性参数随温度的变化 ,通过求解热传导方程得到各种情况下材料的温度时空分布 ,并利用热弹性本构方程、应变 -位移关系以及应力平衡关系 ,建立了激光辐照金属材料时的轴对称热应力的计算模型 ,通过数值方法 ,得到在不同激光强度辐照时靶材内不同时刻的温升分布和热应力分布 。 展开更多

关键词 激光辐照效应 热应力损伤 强激光 靶材

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激光对星载单元探测器的损伤效应分析

17

作者 张建泉 强希文 《电子元器件应用》 2004年第2期5-7,共3页

给出激光损伤星载单元探测器的技术途径和估算方法,并以InSb探测器材料为例,初步分析波长为1.315μm的激光对空间卫星探测器可能造成的损伤效应。

关键词 激光辐照效应 探测器损伤 半导体材料 半导体器件

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激光辐照HgCdTe晶体研究进展 被引量：1

18

作者 宋少雷 张龙 +2 位作者 张来明 徐东东 宋晓峰 《光机电信息》 2010年第6期10-15,共6页

对激光与物质相互作用原理进行了简要介绍,列举了HgCdTe晶体与激光相互作用的研究进展。主要对激光与HgCdTe晶体相互作用时表现出来的现象和实验技术进行了探讨,并对新的测量技术做出了展望。

关键词 HGCDTE 激光辐照效应 进展

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VNPN激光辐射效应模拟分析 被引量：1

19

作者 左慧玲 高吴昊 +3 位作者 刘承芳 夏云 孙鹏 陈万军 《电子与封装》 2019年第6期41-46,共6页

通过仿真模拟脉冲激光对半导体器件光生载流子的影响,重点研究纵向NPN三极管(VNPN)的激光辐照效应。光照强度较小时,只有集电结反偏,而发射结处的光生电动势不足以抵消发射结的内建电势,发射结尚未开启,器件工作在以集电结为主的二极管... 通过仿真模拟脉冲激光对半导体器件光生载流子的影响,重点研究纵向NPN三极管(VNPN)的激光辐照效应。光照强度较小时,只有集电结反偏,而发射结处的光生电动势不足以抵消发射结的内建电势,发射结尚未开启,器件工作在以集电结为主的二极管模式;光照强度增加时,发射结逐渐开启,器件工作在三极管模式;光照强度进一步增大,由于外部限流电阻的作用,集电极电流达到饱和,器件工作在以发射结为主的二极管模式。因此,随着光照强度的增加,VNPN器件的激光辐射效应经历三个阶段,其响应曲线呈非线性变化。改变VNPN的尺寸和脉冲激光的参数,会影响器件进入三极管模式的临界点,改变非线性响应的触发光照强度,体现了器件对激光辐照效应的敏感性。 展开更多

关键词 激光辐照效应 半导体器件 初始光生电流 非线性

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激光辐照光学薄膜研究进展

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作者 李波 《光机电信息》 2010年第6期20-25,共6页

本文对激光与光学薄膜相互作用的原理做了简要介绍,从激光辐照光学薄膜时产生的光学、热学、声学以及力学效应对薄膜受激光辐照时产生的一系列现象进行分析,综述了国内外对以上效应研究的进展,以及上述研究成果对受高功率激光辐照的光... 本文对激光与光学薄膜相互作用的原理做了简要介绍,从激光辐照光学薄膜时产生的光学、热学、声学以及力学效应对薄膜受激光辐照时产生的一系列现象进行分析,综述了国内外对以上效应研究的进展,以及上述研究成果对受高功率激光辐照的光学薄膜设计的指导意义。 展开更多

关键词 光学薄膜 激光辐照效应 进展

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