4月12日，記者從合肥工業(yè)大學(xué)獲悉，近日，該校儀器科學(xué)與光電工程學(xué)院盧榮勝教授科研團(tuán)隊(duì)提出了一種全新的激光熱源空間調(diào)制技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了光學(xué)材料激光誘導(dǎo)光熱檢測(cè)靈敏度和效率的大幅提升，在強(qiáng)激光材料開發(fā)、強(qiáng)激光元器件制備和強(qiáng)激光系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)等領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
記者了解到，大型強(qiáng)激光和激光核聚變研究對(duì)提高綜合國(guó)力具有重要意義。由于激光能量極高，系統(tǒng)元器件對(duì)光學(xué)材料品質(zhì)要求極其苛刻，而對(duì)相關(guān)設(shè)備中大量光學(xué)材料的光學(xué)吸收和熱物特性進(jìn)行檢測(cè)，是其關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，我國(guó)相關(guān)科研裝置采用的激光誘導(dǎo)光熱檢測(cè)技術(shù)，通過對(duì)泵浦激光能量的時(shí)間調(diào)制引發(fā)材料周期性局部溫升，測(cè)量相應(yīng)的周期性熱彈性形變對(duì)探測(cè)激光的調(diào)制幅度，獲取并提升檢測(cè)信號(hào)。然而，由于強(qiáng)激光系統(tǒng)中的光學(xué)材料極小的光學(xué)吸收和熱膨脹系數(shù)，材料的局部溫差和熱彈性形變幅度較小，限制了光熱檢測(cè)靈敏度。而對(duì)大尺寸元器件逐點(diǎn)檢測(cè)需耗費(fèi)大量時(shí)間，其使用效率極低。
該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激光熱源在被測(cè)材料表面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料的加熱可分為瞬態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程，在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)加熱過程中的熱累積效應(yīng)提高了材料當(dāng)前被輻照點(diǎn)的溫度峰值，在一定的冷卻時(shí)間后，被輻照過的點(diǎn)將冷卻至環(huán)境溫度，從而獲得溫度谷值。由于峰值和谷值差異較大，從而大幅提高輻照點(diǎn)的局部溫差和熱彈性形變，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的光熱檢測(cè)。
團(tuán)隊(duì)成員、論文第一作者董敬濤講師表示，這一成果成功克服了現(xiàn)有基于時(shí)間調(diào)制的激光誘導(dǎo)光熱檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)生的光學(xué)材料局部溫差和熱彈性形變幅度較小的問題。
團(tuán)隊(duì)針對(duì)熔融石英樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，這一新型調(diào)制方法的靈敏度是現(xiàn)有方法的1.8倍，且可以捕捉到現(xiàn)有方法無法檢測(cè)到的微弱吸收缺陷。同時(shí)，這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)飛行測(cè)量，從而大幅提升大尺寸元器件的檢測(cè)效率。
該成果近日刊發(fā)在應(yīng)用物理類國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用物理快報(bào)》2019年第114卷13期上，并同時(shí)入選當(dāng)期特色論文和科學(xué)之光。
記者了解到，大型強(qiáng)激光和激光核聚變研究對(duì)提高綜合國(guó)力具有重要意義。由于激光能量極高，系統(tǒng)元器件對(duì)光學(xué)材料品質(zhì)要求極其苛刻，而對(duì)相關(guān)設(shè)備中大量光學(xué)材料的光學(xué)吸收和熱物特性進(jìn)行檢測(cè)，是其關(guān)鍵技術(shù)之一。目前，我國(guó)相關(guān)科研裝置采用的激光誘導(dǎo)光熱檢測(cè)技術(shù)，通過對(duì)泵浦激光能量的時(shí)間調(diào)制引發(fā)材料周期性局部溫升，測(cè)量相應(yīng)的周期性熱彈性形變對(duì)探測(cè)激光的調(diào)制幅度，獲取并提升檢測(cè)信號(hào)。然而，由于強(qiáng)激光系統(tǒng)中的光學(xué)材料極小的光學(xué)吸收和熱膨脹系數(shù)，材料的局部溫差和熱彈性形變幅度較小，限制了光熱檢測(cè)靈敏度。而對(duì)大尺寸元器件逐點(diǎn)檢測(cè)需耗費(fèi)大量時(shí)間，其使用效率極低。
該團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)激光熱源在被測(cè)材料表面勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，材料的加熱可分為瞬態(tài)和準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)兩個(gè)過程，在準(zhǔn)穩(wěn)態(tài)加熱過程中的熱累積效應(yīng)提高了材料當(dāng)前被輻照點(diǎn)的溫度峰值，在一定的冷卻時(shí)間后，被輻照過的點(diǎn)將冷卻至環(huán)境溫度，從而獲得溫度谷值。由于峰值和谷值差異較大，從而大幅提高輻照點(diǎn)的局部溫差和熱彈性形變，實(shí)現(xiàn)高靈敏度的光熱檢測(cè)。
團(tuán)隊(duì)成員、論文第一作者董敬濤講師表示，這一成果成功克服了現(xiàn)有基于時(shí)間調(diào)制的激光誘導(dǎo)光熱檢測(cè)技術(shù)產(chǎn)生的光學(xué)材料局部溫差和熱彈性形變幅度較小的問題。
團(tuán)隊(duì)針對(duì)熔融石英樣品的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在相同的實(shí)驗(yàn)條件下，這一新型調(diào)制方法的靈敏度是現(xiàn)有方法的1.8倍，且可以捕捉到現(xiàn)有方法無法檢測(cè)到的微弱吸收缺陷。同時(shí)，這一技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)飛行測(cè)量，從而大幅提升大尺寸元器件的檢測(cè)效率。
該成果近日刊發(fā)在應(yīng)用物理類國(guó)際權(quán)威學(xué)術(shù)期刊《應(yīng)用物理快報(bào)》2019年第114卷13期上，并同時(shí)入選當(dāng)期特色論文和科學(xué)之光。
轉(zhuǎn)載請(qǐng)注明出處。
相關(guān)文章
熱門資訊
精彩導(dǎo)讀
關(guān)注我們
