ЛУЧЕВА́Я ПРО́ЧНОСТЬ

ЛУЧЕВА́Я ПРО́ЧНОСТЬ, спо­соб­ность оп­тич. эле­мен­та пол­но­стью вос­ста­нав­ли­вать свои па­ра­мет­ры за ко­неч­ное вре­мя по­сле воз­дей­ст­вия на не­го мощ­но­го оп­тич. из­лу­че­ния. Л. п. оп­ре­де­ля­ет пре­дель­но воз­мож­ную ин­тен­сив­ность из­лу­че­ния, вы­дер­жи­вае­мо­го эле­мен­том без по­вре­ж­де­ния. Это по­ня­тие ста­ло осо­бен­но ак­ту­аль­ным по­сле по­яв­ле­ния ла­зе­ров, при­чём Л. п. при­во­дит к ог­ра­ни­че­нию мощ­но­сти как ла­зе­ров с диа­мет­ром пуч­ка в де­сят­ки сан­ти­мет­ров, так и во­ло­кон­ных ла­зе­ров с диа­мет­ром пуч­ка в де­сят­ки мик­ро­мет­ров.

Да­же для аб­со­лют­но про­зрач­ных сред су­ще­ст­ву­ет пре­дель­ная (по­ро­го­вая) ин­тен­сив­ность све­та I_порог, при ко­то­рой сре­да не по­вре­ж­да­ет­ся. Ве­ли­чи­на I_порог яв­ля­ет­ся ко­ли­че­ст­вен­ной ха­рак­те­ри­сти­кой Л. п. оп­тич. эле­мен­та. При ин­тен­сив­но­сти боль­ше I_порог про­ис­хо­дит оп­тич. про­бой, т. е. ла­вин­ная ио­ни­за­ция ато­мов и об­ра­зо­ва­ние плаз­мы. Ес­ли плаз­ма эф­фек­тив­но по­гло­ща­ет энер­гию из­лу­че­ния, то воз­мо­жен пе­ре­грев сре­ды, её рас­трес­ки­ва­ние или плав­ле­ние, что при­во­дит к не­об­ра­ти­мым из­ме­не­ни­ям её па­ра­мет­ров. Та­кой ме­ха­низм раз­ру­ше­ния на­зы­ва­ют соб­ст­вен­ным или внут­рен­не при­су­щим. В этом слу­чае I_порог дос­ти­га­ет 10¹⁰–10¹³ Вт/см².

Од­на­ко ре­аль­ные оп­тич. ма­те­риа­лы все­гда име­ют мик­ровк­лю­че­ния и де­фек­ты, су­ще­ст­вен­но умень­шаю­щие I_порог. Ес­ли в об­лас­ти воз­дей­ст­вия све­та на ве­ще­ст­во име­ет­ся мно­го вклю­че­ний, то про­ис­хо­дит пря­мой (без об­ра­зо­ва­ния плаз­мы) на­грев и плав­ле­ние сре­ды. При вы­со­кой плот­но­сти де­фек­тов (что ха­рак­тер­но для ан­ти­от­ра­жаю­щих по­кры­тий) по­яв­ле­ние раз­ру­ше­ний но­сит рез­кий по­ро­го­вый ха­рак­тер: при пре­вы­ше­нии ин­тен­сив­но­сти све­та все­го на 5–10% от I_порог все­гда про­ис­хо­дит раз­ру­ше­ние. Ес­ли вре­мя ме­ж­ду об­лу­че­ния­ми зна­чи­тель­но пре­вы­ша­ет дли­тель­ность воз­дей­ст­вия из­лу­че­ния на сре­ду τ, то ве­ли­чи­на I_порог не за­ви­сит от ко­ли­че­ст­ва об­лу­че­ний. В этом слу­чае го­во­рят об от­сут­ст­вии эф­фек­та на­ко­п­ле­ния. Ве­ли­чи­на I_порог в диа­па­зо­не τ = 0,1–100 нс за­ви­сит от τ по за­ко­ну: I_порог = I ₁τ^–1/2, где I₁ – по­рог раз­ру­ше­ния при τ = 1 нс. Для боль­шин­ст­ва оп­тич. эле­мен­тов ла­зер­ных ус­та­но­вок I₁ = 1–20 ГВт/см². При ма­лых плот­но­стях де­фек­тов по­рог раз­ру­ше­ния вы­ра­жен не так чёт­ко и ве­ли­чи­на I_порог мо­жет быть оп­ре­де­ле­на с по­греш­но­стью до 100%. При этом обыч­но су­ще­ст­ву­ет эф­фект на­ко­п­ле­ния.