1.2.2  毫秒激光的发展

随着新型激光器的不断发展，毫秒级脉冲输出能量不断得以提高，使得激光加工能力得到了提高，可进行超深加工，如加工深孔和进行厚板的切割，在玻璃材料加工方面具有巨大的潜力。近年来各国对激光武器的研究集中在毫秒级脉冲高能激光的研究上。俄罗斯研制了脉宽为1ms，单脉冲能量大于2000J的车载激光武器，在毁伤试验中可成功将500m外的钢柱击穿。2006年美国劳伦斯.利弗莫尔实验室研制出平均功率高达67KW，单脉冲能量335J的固体热熔激光器。2010年5月，美国在激光武器试验中使用舰载激光器击落了四架无人飞机[4]。

1.2.3  毫秒激光与纳秒激光的区别与研究价值

     毫秒激光拥有潜在的应用前景，其原因如下：

第一，毫秒激光在空气中传播时效率更高。纳秒量级及以下脉宽激光具有很高的峰值功率密度，因而在空气中传输时容易产生光学击穿和自聚焦现象，而毫秒激光的功率密度远小于108W/cm2，在空气中传输的过程中吸收较小，且不会使空气产生电离击穿，也不会发生自聚焦现象，因而传输损耗远小于短脉冲激光。

第二，在与材料相互作用过程中，毫秒激光的耦合效率更高。当激光作用在目标上时，短脉冲激光能够使物体表面的温度瞬时上升到104K以上，并形成高温高密度的等离子体，该等离子体将屏蔽后续激光。而较低功率密度的毫秒激光作用在物体上时几乎不形成等离子体，后续激光不受影响地作用在靶材上。源.自/751·论\文'网·www.751com.cn/

第三，毫秒激光的单脉冲能量要较短脉冲激光能量高数个量级，所能起到的破坏会更严重。相比连续激光而言，毫秒激光的作用时间短，其耦合效率强于连续工作的激光。

由于毫秒激光与物质相互作用过程几乎不产生等离子体，其在打孔和焊接领域都有广泛的应用，且如前所述，不同脉宽激光对靶材的辐照效应有所不同，尤以ns量级短脉冲激光和ms量级长脉冲激光为代表，有必要深入开展这方面的理论和实验研究。

1．3  脉冲激光致K9玻璃损伤机理的研究现状

激光损伤是一个复杂的激光与光学材料相互作用的问题，它涉及到光热、光电、激光参数、材料性质、非线性吸收、电场作用和等离子体产生等物理过程。激光辐照玻璃表面时，一部分能量被材料表面散射或反射，一部分能量被材料吸收，其余部分则透过材料继续传播。根据能量守恒原理，入射激光总能量等于反射（散射）、吸收和透射三部分之和。从微观角度来看，激光与物质相互作用是高频电场对物质中自由电子或束缚电子的相互作用，物质对激光的吸收与其物质结构和电子能带结构有密切关系。材料吸收激光能量后温度升高进而诱发热应力场的产生。在宏观上表现为对材料的破坏一般表现为：热损伤、热应力破坏、等离子体破坏等不同形式。如图1.1是脉冲激光辐照K9玻璃样品的物理模型[5]。目前，人们对国内外大量的实验和理论结果进行分析，总结出以下几种主要的激光损伤机理。