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Rear-surface light intensification caused by a hertzian-conical crack in 355-nm silica optics

Chinese Physics B 2012年第9期21卷 321-327页

作者：章春来袁晓东向霞王治国刘春明李莉贺少勃祖小涛 School of Physical Electronics University of Electronic Science and Technology of China Research Center of Laser Fusion China Academy of Engineering Physics

Theoretical studies show that a hertzian-conical crack can be considered to be composed of double cone faces for simplicity. In the present study, the three-dimensional finite-difference time-domain method is employed to quantify the electric-field distribution within the subsurface in the presence of such a defect under normal incidence irradiation. Both impurities （inside the crack） and the chemical etching have been investigated. The results show that the maximum electric field amplitude │E│max is 9.57374 V/m when the relative dielectric constant of transparent impurity equals 8.5. And the near-field modulation will be improved if the crack is filled with the remainder polishing powders or water vapor/drops. Meanwhile, the laser-induced initial damage moves to the glass-air surface. In the etched section, the magnitude of intensification is strongly dependent on the inclination angle θ. There will be a highest modulation when θ is around π/6, and the maximum value of IEImax is 18.57314 V/m. When θ ranges from π/θ to π/4, the light intensity enhancement factor can easily be larger than 100, and the modulation follows a decreasing trend. On the other hand, the modulation curves become smooth when θ〉π/4 or θ 〈 π/8.

关键词： fused silica wet etching hertzian-conical crack finite-difference time-domain method

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