光在亚表面损伤介质中的传播特性研究

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1、密级无分类号ＴＮ０１２＇ｘｒＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ■？．碱±学位论文０娜暮帛－，＂题目：光在亚表面损伤介质中的传播特性研究作者：田玉语指导教师：田爱玲教授Ｗ－帶‘＿＇ｖＶＶ－：馬－工程申请学位学科：光学＇？睛辞冷、－—？－—－，？义成中‘…也二Ｉ＇‘巧Ｌ－‘！＇麵賢；２０１５年５月巧日密级无分类号ＴＮ０１２參《知考斗ｔ’ＸＩＡＮＴＥＣＨＮＯＬＯＧＩＣＡＬＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕±学位论文题目：光在亚表面

2、损伤介质中的传播特性硏究作者！田玉裙指导教师：田爱玲教授申请学位学科光学工程：２０１５年５月２５曰光在亚表面损伤介质中的传播特性研究学科：光学工程研究生签字：巧玉擁指导教师签字：似旁摘要光学元件的亚表面损伤降低了光学材轉的性能，直接影响光学系统的重要功能指标，一一阻碍其进步发展。基于光散射法的激光共焦显微检测方法是种快速、便捷、精确的亚表面无损检测方法，它利用亚表面损伤对入射光的散射调制信号分析光学元件的亚表面损伤信息，故研究光在亚表面损伤介质中的传输特性，对建立更全面的亚表面损伤共焦检测方

3、法的理论体系是十分必要的。论述了光学元件亚表面损伤缺陷的常见类型和产生机理、激光共焦显微检测方法的基本原理及有限元数值算法的基本原理；将有限元数值算法应用到亚表面损伤的研究中，探索亚表面损伤的散射特性，通过仿真实验研究聚焦光束入射到亚表面损伤缺陷时，不同因素对其散射光信号的影响；仿真模拟共焦显微探测过程，分析探测过程中亚表面损伤敏焰的散射光信号变化规律；基于构建的激光共焦显微探测系统，采集光学元件亚表层的散射光信号，并将散射光变化规律与仿真结果进行对比验证。建立了光学元件亚表面中颗粒损伤和Ｓ类微裂纹损伤（横向裂纹、锥形裂纹和银齿状

4、裂纹）的数值模型，利用有限元电磁仿真软件模拟了玻璃介质中含有颗粒和Ｈ种微裂纹时的光场分布，分析并获得入射波长、亚表面损伤缺陷的尺寸、折射率、形状Ｗ及深度对其散射光信号强度的影响情况。在此基础上，模拟亚表面损伤的激光共焦显微探测过程，研究了探测过程中亚表面颗粒和微裂纹损伤引起的光场变化情况及散射光信号强度的变化规律。基于构建的激光共焦显微检测实验装置对亚表面损伤样片进行实际测量，实验结果验证了仿真实验的正确性和数值模型的有效性，表明了前期对于亚表面缺陷诱导散射光传播特性变化的研究结果是正确的一，为进步研究具有更复杂形貌及分布的亚

5、表面损伤奠定Ｔ基础。关键词！光学元化亚表面损伤：聚焦光束；光散射；有限元法ＳｔｕｄｙｏｎＰｒｏｐａｇａｔｉｏｎＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＬｉｇｈｔＢｅａｎｉｎＭｅｄｉｕｍｗｉｔｈＳｕｂｓｕｒｆａｃｅＤａｍａｇｅＤｉｓｃｉｐｌｉｎｅ：ＯｐｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｔｕｄｅｎｔＳｉｎａｔｕｒｅ：ＴＴｑｙ丫从Ｗｇｉ］、／Ｓｕ＇心ｅｒｖｉｓｏｒＳｉｇｎａｔｕｒｅ：如１於ｐ下乃ＡｂｓｔｒａｃｔＴｈｅｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｏｆｏｔｉｃａｌｅｌｅｍｅｎｔｈａｓｇｒｅａｔｉ

6、ｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎ也ｅｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｐｏｐｔｉｃａｌｓｙｓｔｅｍ．ＬａｓｅｒＣｏｎｆｏｃａｌＳｃａｎｎｉｎｇＭｉｃｒｏｓｃｏｐｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ（ＬＣＳＭＴ）ｂａｓｅｄｏ打ｌｉｇｈｔｓｃａｔｅｒｉｎｇｉｓｏｎｅｋｉｎｄｏｆｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｎｏｎｄｅｓｔｒｕｃｔｉｖｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ化ｃｈｎｉｑｕｅｓｗｉ也ｈｉｇｈｅｒｓｐｅｅｄａｎｄｒｅｓｏｌ山ｉｏｎ．Ｔｈｅｉｎｆｂｒｍａｔｉｏｎｏｆｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｃａ打ｂｅｏｂ１；ａｉｎｅｄａｎｄｅｖａ

7、ｌｕａｔｅｄｂｙｓｃａｔｅｒｉｎｇｍｏｄｕｌａｔｉｏｎｓｉｇｎａｌｏｆｉｎｃｉｄｅｎｔｌｉｈｔ．Ｓｏｔｈｅｓｔｕｄｙｏｎｒｏａａｔｉｏｎｒｏｅｒｔｉｅｓｏｆｌｉｈｔｉ打ｍｅ（ｉｉｕｍｇｐｐｇｐｐｇｗｉｔｈｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｇｅｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｆｏｒｔｈｅｃｏｍｐｒｅｈｅ打ｓｉｖｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｍｅｎｔｏｆｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌｓｙ巧ｅｍｏｆＬＣＳＭＴ．Ｔｈｅｃｏｍｍｏｎｔｅｓａｎｄｅ打ｅｒａｔｉｏ打ｍｅｃｈａ打ｉｓｍｓｏｆｓｕｂｓｕｒｆａｃｅｄａｍａｅｔｈ

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