Способ определения порога лучевой прочности диэлектрических материалов

(51)5 С 3 38 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е ИЗОБРЕТЕНИЯ ТЕЛЬСТВУ 1Ф(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРОГА ЛВОЙ ПРОЧНОСТИ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ МАРИАЛОВ(57) Изобретение относится к опредлению параметров взаимодействия изчения,с веществом и может быть испзовано при разработке неразрушающихметодов контроля лучевой прочностипрозрачных сред, при производстве УЧЕТЕл шенк Изобретение относится к технической физике, в частности к определению параметров взаимодействия излучения с веществом, и может быть использовано нри разработке нераэрушающих методов контроля лучевой прочности прозрачных сред, при производстве оптических материалов силовой оптики, предназначенных для работы в поле мощного когерентного излучения, при промежуточных технологических операциях по изготовлению оптических элементов для лазеров, оптических трактов и измерителей параметров лазерпов одачи номствия приведена блокализующего спосо га лучевой прочн х материалов. хем ва, р я пор о устро редел диэле ич ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ оптических материалов силовой оптики.Целью изобретения является повышениедостоверности определения порога лучевой прочности в наносекундном диапазоне длительностей воздействияизлучения. На материал воздействуютэлектрическим полем с напряженностьюменьше порога оптического или элект"рического пробоя среды в течение времени больше времени релаксации упру-гих волн в исследуемом материале,затем измеряют среднеквадратичную(эффективную) напряженность электрического поля, приложенного к образцу, измераот квадратичное по полюотносительное удлинение материала поддействием поля в направлении приложенного поля и определяют порог лучевойпрочности диэлектрического материалакак результат совместных измерений. ного излучения, а также при реметрологических задач.Целью изобретения являетсяние достоверности определениялучевой прочности в наносекунд,циапазоне длительностей воздейизлучения.На чертежес ЪСпособ реализуется в следующейспедовательности,/(1-4 (Ефй ),3На исследуемый образец воздейству" ют неразрушающим импульсным электромагнитным полем с напряженностьюменьше порога оптического или элект 5 рического пробоя диэлектрика. Время воздействия выбирают больше времени релаксации упругих волн в исследуемом образце.В качестве информативных призна ков, определяющих состояние образца, измеряют среднеквадратичную (эффективную) напряженность электрического поля Е, приложенного к образцу в на" правлении х, измеряют квадратичное по полю относительное удлинение материала под действием ноля в направлении приложенного попя и в качестве порога лучевой прочности используют пороговую плотность мощности УР, которую определеот по формулеИр=(псЕф/2) Яо/у) (Е /Е 1 ) (1 + 6 )"1-Ж) /(1-6)1 9где Е - среднеквадратичная (эффективная) напряженность электрического поля, приложенногок образцу в направлении х;6 - квадратичное относительноеудлинение образца под действием поля в направлении х; 3 ООстальные величины известны или определяются известными способами сприменением известных средств:Яр- электрическая постоянная;с - скорость света в вакууме;и - показатель преломления материала (может быть определениз справочной литературы илиизвестным способом с помощьюизвестных средств, напримеР 40с помощью рефрактометра);Т - модудь Юнга;6 - коэффициент Пуассона;6 ф- величина напряжения разрыва,характеризующая механическую 45прочность материала.Устройство, реализующее предложенный способ, содержит источник 1 электрического поля, представляющий собойгенератор низкочастотного (постоянного) электрического напряжения илиоптического излучения, ячейку 2 с образцом 3 исследуемого материала, на-,пример оптического стекла, устройство 4 для измерения удлинения образца 3 материала и устройство 5 измерения ,напряженности электрического поля.Устройство 4 измерения удлиненияимеет с образцом материала механическую, оптическую, емкостную или другую связь, позволяющую измерять относительные удлинения образца материала 3.П р и м е р, Определение порога лучевой прочности для стекла марки НС.Размеры образца измеряли посредством микрометра. В качестве воздействующего поля использовали постоянное напряжение от высоковольтного источника тока, Величина электрического поля, которую находили как напряжение, приходящееся на единицу длины . силовой линии, составляла 310 В/см,4 Удлинение образца, измеренное с помощью измерительного микроскопа МИНпо перемещению свободной грани, составляло 1,2 10 мм. Относительное удлинение находили путем отнесения измеренной величины удлинения к длине образца. С использованием этих и табличных величин для данной марки стекла получено значение порога 7 10 Вт/с 2. Формула изобре тения Способ определения порога лучевой прочности диэлектрических материалов, заключающийся в том, что на образец воздействуют неразрушающим импульсным электромагнитным полем, измеряют изменение характеристик состояния образца, по результатам измерений определяют порог лучевой прочности, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения достоверности определения порога лучевой прочности в наносекундном диапазоне длительностей воздействия излучения, изме" ряют напряженность поля, приложенного к образцу, и относительное удлинение образца в направлении приложенного поля, а в качестве порога лучевой прочности используют пороговую плотность мощности Ур, которую определяют по формуле где и - показатель нреломленияматериала;с - скорость света в вакууме;8- электрическая постоянная;6 о- величина напряжения разрываматериала;Т - модуль Юнга;.Ко г ЗакаВНИИПИ одписно и ГКНТ ССС м и открыти наб., д. 4/ изводственно-иэдательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул. Гагарина, 10 6 - коэффициент Пуассона; Е- среднеквадратичная (эффективная) напряженность электрического поля, приложенного 52 Тираж 498 осударственного комитета по изобрете 113035, Москва, Ж, Раушск к образцу в направлении х; Я - относительное удлинение образца под действием поля внаправлении х,