Собственный оптический пробой диэлектриков при электростатическом разрыве связей кристаллической решетки

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Комолов В.Л. Собственный оптический пробой диэлектриков при электростатическом разрыве связей кристаллической решетки // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 5. С. 7–12. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-07-12

Komolov V.L. Intrinsic optical breakdown of dielectrics with electrostatic breaking of crystal lattice bonds [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 5. P. 7–12. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-05-07-12

Ссылка на англоязычную версию:

V. L. Komolov, "Intrinsic optical breakdown of dielectrics with electrostatic breaking of crystal lattice bonds," Journal of Optical Technology. 85(5), 259-263 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000259

Аннотация:

На основе критического анализа экспериментальных закономерностей оптического пробоя широкозонных диэлектриков предложен подход к построению нетепловой модели процесса пробоя. Подход основан на предположении, что напряженность электрического поля световой волны достаточно высока для прямого механического разрушения кристаллической решетки электростатическими силами.

Ключевые слова:

оптический пробой, энергия связи решетки, пространственное перераспределение заряда

Благодарность:

Автор статьи глубоко благодарен С.Г. Пржибельскому за полезные замечания при постановке и обсуждении проблемы и ценные рекомендации в процессе ее анализа.

Коды OCIS: 140.3330, 320.2250

Список источников:

1. Маненков А.А., Прохоров А.М. Лазерное разрушение прозрачных твердых тел // УФН. 1986. Т. 148. С. 179–211.
2. Вейко В.П., Либенсон М.Н., Червяков Г.Г., Яковлев Е.Б. Взаимодействие лазерного излучения с веществом (Силовая оптика). М.: Физматлит, 2008. 309 с.

3. Ефимов О.М. Нелинейное поглощение лазерного излучения и оптический пробой силикатных стекол // Дис. канд. физ.-мат. наук. Л.: ГОИ, 1985.
Нелинейная генерация дефектов в силикатных стеклах // Докт. дис. СПб.: ГОИ, 1995.
4. Глебов Л.Б., Ефимов О.М. Исследование закономерностей и механизм собственного оптического пробоя // Известия АН СССР. 1985. Т. 49. № 6. С. 1140–1145.
5. Ефимов О.М. Собственный и многоимпульсный оптический пробой прозрачных диэлектриков в фемто- наносекундной области длительностей лазерного излучения // Оптический журнал. 2004. Т. 71. № 6. С. 6–17.
6. Efimov O.M. Self-focusing of tightly focused laser beams // Appl. Opt. 2015. V. 54. № 22. P. 6895‑6903.
7. Gruzdev V.E. New aspects of laser-induced ionization of wide band-gap solids // in Laser Ablation / Ed. by Phipps C.H. Springer, 2006. P. 99–121.
8. Глебов Л.Б., Ефимов О.М., Либенсон М.Н., Петровский Г.Т. Новые представления о собственном пробое прозрачных диэлектриков // Доклады АН СССР. 1986. Т. 287. № 5. С. 1114–1118.
9. Имас Я.А. Оптический пробой прозрачных диэлектриков (обзор экспериментальных работ) // Препринт № 13 Института тепло- и массообмена АН БССР, Минск. 1982. 32 с.
10. Rogowski W. Molekulare und technische Durchschlagfeldstarke fester elektrischer Isolatoren // Arch. Elektrot. Bd. 1927. В. 18. S. 123.
11. Зингерман А.С. Механизм и теория пробоя твердых диэлектриков // УФН. 1952. Т. 46. Вып. 4. С. 450–507.
12. Чуенков В.А. Современное состояние теории электрического пробоя твердых диэлектриков // УФН. 1954. Т. 54. Вып. 2. С. 185–230.
13. Manenkov A.A. Fundamental mechanisms of laser-induced damage in optical materials: Today’s state of understanding and problems // Opt. Eng. 2014. V. 53. № 1. P. 010901.
14. Kuzuu N., Yoshida K., Yoshida H., Kamimura T., and Kamisugi N. Laser-induced bulk damage in various types of vitreous silica at 1064, 532, 355, and 266 nm: Evidence of different damage mechanisms between 266-nm and longer wavelengths // Appl. Opt. 1999. V. 38. P. 2510–2515.
15. Homoelle D., Wielandy S., and Gaeta A.L. Infrared photosensitivity in silica glasses exposed to femtosecond laser pulses // Opt. Lett. 1999. V. 24. № 18. P. 1311–1313.
16. Efimov O.M., Juodkazis S., and Misawa H. Intrinsic single and multiple pulse laser-induced damage in silicate glasses in the femtosecond-to-nanosecond region // Phys. Rev. A. 2004. V. 69. № 4. P. 042903.
17. Gamaly E., Luther-Davies B., Rode A., Joudkazis S., Misawa H., Hallo L., Nicolai Ph., Tikhonchuk V. Laser-matter interaction in the bulk of transparent dielectrics: Confined micro-explosion // J. Phys.: Conf. Series. 2007. V. 59. P. 5–10.
18. Smith A. V., Do B.T., and Soderlund M. Nanosecond laser-induce breakdown in pure and Yb3+ doped fused silica // Proc. SPIE. 2007. V. 6403. P. 640321.
19. Smith V. and Do B.T. Bulk and surface laser damage of silica by picosecond and nanosecond pulses at 1064 nm // Appl. Opt. 2008. V. 47(26). P. 4812.
20. Sozet M., Neauport J., Lavastre E., Roquin N., Gallais L., and Lamaignère L. Laser damage growth with picosecond pulses // Opt. Lett. 2016. V. 41. № 10. P. 2342.
21. Jin Huang, Hongjie Liu, Fengrui Wang, Xin Ye, Laixi Sun, Xiaoyan Zhou, Zhiqing Wu, Xiaodong Jiang, Wanguo Zheng, and Dunlu Sun. Influence of bulk defects on bulk damage performance of fused silica optics at 355 nm nanosecond pulse laser // Opt. Exp. 2017. V. 25. P. 33416–33428.