Etude thermomecanique de l'endommagement de miroirs multicouches soumis au rayonnement continu de lasers de puissance

par ERIK DULOISY

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de M. IGNAT.

Soutenue en 1995

à l'INP GRENOBLE .

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  • Résumé

    Les optiques soumises au rayonnement issu de lasers de forte puissance subissent des endommagements qui ont souvent pour consequence leur destruction. L'objectif de cette etude est de determiner les mecanismes de destruction des miroirs multicouches sous irradiation continue de lasers a gaz carbonique. Dans un premier temps, une analyse thermomecanique permettant d'obtenir l'expression analytique qui decrit le champ de contrainte induit par l'irradiation laser du composant est proposee. Ce champ de contraintes a un caractere local qui depend de la repartition de temperature induite sous flux laser dans le composant. Il a ete etabli que l'irradiation laser a pour consequence, d'une part, de generer des contraintes normales compressives dans les couches dont l'amplitude est du meme ordre de grandeur que les contraintes residuelles (contraintes du composant liees aux technologies de fabrication) des miroirs etudies. D'autre part, il apparait aux differentes interfaces, des contraintes de cisaillement dont l'amplitude est tres inferieure a l'amplitude des contraintes normales. Cette approche macroscopique est completee par une etude microscopique associee a des essais micromecaniques. La demarche experimentale de type mecanique confirme les comportements observes sous flux laser et met en evidence les mecanismes qui sont a l'origine de l'endommagement. Les processus de destruction des miroirs etudies montrent que les precurseurs de l'endommagement sont lies a la qualite des couches (stabilite thermodynamique, defauts) et des interfaces. Les endommagements inities en volume ou aux interfaces evoluent sous l'action du champ de contraintes macroscopiques qui participent ainsi a la destruction. L'usage d'un formalisme mecanique confirme et explique la notion de temperature critique de destruction des miroirs. Il souligne le role fondamental des couches dans la tenue au flux laser et permet de proposer des solutions susceptibles d'ameliorer le comportement sous flux des composants


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  • Détails : 120 P.
  • Annexes : 85 REF.

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