Quanto você sabe sobre materiais de proteção a laser? (Parte 2)

Materiais de proteção a laserdeve ter estabilidade de desempenho suficiente quando exposto à irradiação de laser. Quando exposto à irradiação de laser, o absorvente não pode ser significativamente descolorido ou desbotado para afetar o efeito de absorção, e o material de base não pode ser envelhecido ou quebrado.

2. Materiais de proteção contra laser baseados no princípio óptico não linear

A base teórica dos materiais de proteção não lineares é a óptica não linear, ou seja, a teoria da polarização não linear do meio causada pela interação entre o forte campo eletromagnético e o meio. O material de proteção a laser não linear ideal deve ter um tempo de resposta não linear muito curto em toda a faixa de proteção e pode se adaptar à proteção de lasers Q-switched e mode-locked. O coeficiente óptico não linear, especialmente o coeficiente óptico não linear de terceira ordem, deve ser grande, o limite de dano anti-laser deve ser alto e a faixa limite estável de propriedades físicas e químicas deve ser ampla.

2.1 Absorção não linear

O material absorvente não linear é o material absorvente de saturação reversa. O coeficiente de absorção do material absorvente anti-saturado é aproximadamente linear sob a irradiação fraca do laser, e o coeficiente de absorção do meio aumenta com o aumento da intensidade da luz de entrada sob a forte irradiação do laser, de modo a realizar a proteção do laser. Atualmente, existem muitos relatórios sobre a pesquisa de materiais absorventes de saturação reversa. Incluindo tolueno, o-xileno, tetracloroetano como solvente C6o solução, C6o/pst material composto C60/pmma material composto; Indantrin e seus derivados, tais como óxido de indentação, cloreto de indentação, oligômero de indentação, etc.; Compostos Organometálicos; Derivados de fulereno 17; Composto de sacrifício; Materiais poliméricos não lineares de terceira ordem, como poli duplo rápido, poli Z rápido e poliestireno.

C6o é uma esfera composta por 60 átomos de carbono, com uma estrutura tridimensional esférica meso-elétron covalente e, portanto, possui uma não linearidade óptica mais forte. O valor de proteção a laser de Yindanshilin é alto, a transmissão de laser de alta energia é muito baixa e o desempenho de proteção é bom; O limiar de absorção do laser dos derivados de Yindanshilin é relativamente baixo e o desempenho da proteção do laser é ruim.

Compostos de metais pesados ​​CAI Xianjing têm alta co-pesado bidimensional. O sistema eletrônico pode ser combinado com mais de 60 átomos de metais diferentes. Devido à grande desregionalização do sistema de elétrons e à transferência de carga da ligação metal-ligante, ela exibe uma grande polarização não linear.

2.2 Dispersão Não Linear

Um material óptico não linear é composto de dois meios com índices de refração linear correspondentes, mas os diferentes índices de refração não linear têm as características de material óptico não linear sob a ação do laser. A característica do espalhamento não linear é que não há efeito de espalhamento quando a luz fraca incidente mostra alta transmissão. Quando um forte incidente de luz, o efeito de dispersão é bastante aprimorado, mostrando baixa transmissão. Eles ocorrem apenas em espalhadores não lineares compostos por dois materiais diferentes. Este espalhador não linear pode ser uma suspensão de líquido e partículas, como uma suspensão coloidal de carbono, ou pode ser um meio sólido misto composto por dois sólidos.

2.3 Refração não linear

A refração não linear inclui fotorrefração, autofocalização e autodesfocagem três tipos de limitação fotorrefrativa é o uso do efeito fotorrefrativo para causar a amplificação da luz espalhada, de modo que a luz humana para a energia de transferência de luz espalhada, de modo a limitar a intensidade da luz transmitida: foco autoconvergente (difuso) refere-se ao material não linear sob a ação do feixe gaussiano, o índice de refração da mudança axissimétrica n=n0 mais n 21, 7 coeficiente de índice de refração do material; É a intensidade da luz. Em n20, o método de autofocalização é usado para convergir os feixes. Em 0, o método de autodesfocagem é usado para fazer a luz divergir para que o objetivo de limitar a luz de saída seja forte e pequeno possa ser alcançado. Esses materiais incluem substâncias inorgânicas, como monocristais ferroelétricos de tungstênio-cobre SNB60 e BSKNN-60 e alguns polímeros orgânicos.

2.4 Reflexão Não Linear

A interface composta de material linear e material não linear é chamada de interface não linear. Se o índice de refração do material não linear for positivo, o índice de refração do material não linear deve ser maior que o índice de refração do material não linear. Quando a luz incide do material linear para a interface, o ângulo incidente atende à condição de ângulo crítico de reflexão total. Quando a luz fraca incide, porque a condição de reflexão total é atendida, a luz incidente é completamente refletida. Quando o laser forte é disparado, o índice de refração não linear muda muito, a condição de reflexão total é destruída, parte da energia da luz é transmitida e a intensidade da luz refletida é enfraquecida, de modo a atingir o objetivo de proteção. Obviamente, a interface não linear composta por dois materiais ópticos não lineares com símbolos não lineares opostos também pode alcançar o efeito de proteção a laser.

3. Materiais de proteção convenientes da fase térmica

Uma vez que a interação entre o laser e o material é primeiramente um efeito térmico, o mecanismo de transição de fase térmica de alguns materiais pode ser usado para obter uma forte proteção contra o laser. Atualmente, o material de filme fino VO é o mais estudado. O filme VO é um tipo de material termotrópico de mudança de fase. Tem uma estrutura monoclinal próxima à temperatura ambiente e um estado semicondutor. A lacuna da banda é 0,7eV e o comprimento de onda de corte correspondente é 1800nm. Quando a temperatura sobe para 68°C, a estrutura torna-se ortogonal e metálica. Quando o feixe de laser é irradiado no filme fino VO, o material é aquecido e ocorre o processo de transição de fase semicondutora-metal, acompanhado por esse processo, suas características fotoelétricas mudam muito, especialmente as características infravermelhas mudam de alta transmissão para alta reflexão. As propriedades ópticas dos filmes de VO podem ser usadas para bloquear o ataque da luz infravermelha e da radiação eletromagnética, alcançando assim a proteção do laser.

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