Speaker
Ms
悦 周
(中国科学院上海应用物理研究所)
Description
自由电子激光（FEL）光束线光学元件承受飞秒脉冲引起的极端瞬态热负荷，纳米级表面变形即可显著破坏波前质量。传统损伤阈值多以熔化或剥落等结构判据定义，难以表征相干光束传输中的光学功能失效。本文建立了面向FEL反射光学元件功能损伤评估的原子尺度-光学性能耦合分析框架，采用双温模型耦合分子动力学模拟镍膜在飞秒FEL辐照下的非平衡热机械响应，并将高斯光斑下的表面隆起映射为相位误差和Strehl比（SR），实现了从微观结构响应到宏观波前质量退化的跨尺度关联。结果表明，在峰值吸收能量密度为246 mJ/cm2高斯FEL脉冲作用下，镍膜最大表面隆起达到27.4 nm，RMS表面高度误差为17.75 nm，使10 nm波长下的SR降低至0.61，表明波前质量已发生严重退化。进一步分析表明，基于SR提出的光学功能损伤阈值为130 mJ/cm2，并随波长缩短而显著降低。该框架为FEL反射光学元件安全运行窗口评估提供了基于原子尺度动力学的分析方法。
