高能激光系统中不同材料合束镜的热效应分析

来源：激光技术杂志2024年第2期北京时间：

作者：崔莉军, 陈星明, 杨美霞, 代俊, 刘文兵, 黄守彬

摘要：为了研究高能激光系统内光路中合束镜受强激光辐射会产生温升和热变形等问题，建立了热仿真的理论模型，采用有限元分析软件分析了不同激光功率辐照下以硅、碳化硅、石英玻璃和微晶玻璃为基底材料的合束镜的温升和热变形，以及极端环境下以石英玻璃、微晶玻璃为基底材料的合束镜的温升和热变形。结果表明，在22 ℃时，30 kW的单光束激光照射10 s后，4种基底材料中，碳化硅的温度为23.718 ℃是最低的，微晶玻璃的热形变为0.00115是最小的；30 kW总功率的6个光束激光照射时，微晶玻璃的热形变为0.000399 μm，且石英玻璃的热形变比微晶玻璃高出18.8倍；在极端环境下，热形变最小的基底材料也是微晶玻璃；4种基底材料中，微晶玻璃最适合作为高能激光系统中合束镜的基底材料。此研究结果对高能激光系统设计有着一定的实际参考价值。

关键词：激光光学, 高能激光系统, 热效应, 合束镜