本文摘要：劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员通过多物理场建模研发出有了一种用作修缮熔融石英光学元件的技术。

劳伦斯利弗莫尔国家实验室的研究人员通过多物理场建模研发出有了一种用作修缮熔融石英光学元件的技术。　　激光器具备可回声和准确等优点，普遍应用于从普通家用电器到先进设备研究设备的诸多应用于中，较引人注目的日常应用于还包括汽车零部件、条形码扫描仪、DVD播放器和光纤通讯等。

虽然很少有人不会把激光器看做一个高精度热源，但正是这项特性才使它沦为材料处置应用于中一个十分有效地的工具，它可以构建纳米级精度的材料掌控或变更，比如玻璃、金属，或聚合物等特定物质。　　在任何应用于中，解读激光与物质间的相互作用都是设计和优化激光系统的关键。ManyaliboMatthews是劳伦斯利弗莫尔国家实验室(LLNL)材料科学部的副组长，他正在研究这些简单的激光与物质间的相互作用。他的研究牵涉到世界上最易拓展的激光系统中熔融石英光学元件的维修和维修。

　　一利用激光修缮大功率系统光学元件　　坐落于加州的LLNL负责管理国家点火装置(NIF)，这里享有世界上仅次于、功率最低的激光器。这台巨型机器能收到192条独立国家的激光束，包括40,000个光学元件，用作探讨、光线和引领这些激光束，它们可以将升空的激光脉冲能量缩放100亿倍，然后将其导向至类似于铅笔上橡皮擦大小的一个目标。

该激光器产生的温度、压力和密度类似于恒星、超新星和大型行星内核中的情况。天体物理和核研究人员于是以用于该巨型激光来更佳地理解宇宙，用于惯性约束核聚变(ICF)技术，即冷却氢燃料，并将其传输到可以再次发生核聚变反应的临界点。

　　但是，这个强劲激光器的重复用于不会毁坏系统中的光学元件。这些光学元件非常便宜。Matthews说道：NIF产生的高功率激光不会毁坏部分熔融石英光学元件，比如表面不会经常出现小坑，就像石头撞您汽车挡风玻璃时留给的痕迹一样。我们正在全力维修和重复使用已损坏的那些元件。

图1中的示例表明了两个损毁的光学表面修缮前和修缮后的样子。　　图1.重复曝露于高峰值功率激光脉冲下而损毁的光学元件示例。

(a)和(c)点为损毁的光学表面，(b)和(d)对应于修缮后的损毁点。用于较慢热处理工艺修缮(a)处的损毁，而NIF现在于是以用于较慢微成形技术来修缮(c)处的损毁，因此它在光学上是良性的。　　虽然由于激光器重复用于所积累的能量不会随着时间的之后而毁坏光学元件，但我们也可以利用激光器来修缮。不同于NIF所用的跨越三个足球场大小的极大激光器系统，我们用于了一个较小的、构建了光束和脉冲成形单元的桌面型系统来制作伤害减轻系统，从而修缮损毁的光学元件。

Matthews最近在LLNL的研究侧重于光学元件修缮的新技术，从更加普遍的角度来看，牵涉到激光与熔融石英或玻璃之间的相互作用。　　二仿真激光与玻璃的相互作用　　Matthews和他的团队用于建模探究了用作修缮损毁光学元件的三项技术:红外线(IR)脉冲激光微成形/微机械加工、较慢热处理，以及激光化学气相沉积((L-CVD)。　　在第一个研究周期中，他们重点分析了有所不同温度下熔融石英曝露于激光中时所再次发生不道德背后的基础物理学和材料科学。

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