Лучевая прочность
Лучева́я про́чность, способность оптического элемента полностью восстанавливать свои параметры за конечное время после воздействия на него мощного оптического излучения. Лучевая прочность определяет предельно возможную интенсивность излучения, выдерживаемого элементом без повреждения. Это понятие стало особенно актуальным после появления лазеров, причём лучевая прочность 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 , при которой среда не повреждается. Величина является количественной характеристикой лучевой прочности оптического элемента. При интенсивности больше происходит оптический 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 достигает 1010–1013 Вт/см2.
Однако реальные оптические материалы всегда имеют микровключения и дефекты, существенно уменьшающие . 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 всегда происходит разрушение. Если время между облучениями значительно превышает длительность воздействия излучения на среду , то величина не зависит от количества облучений. В этом случае говорят об отсутствии эффекта накопления. Величина в диапазоне = 0,1–100 нс зависит от по закону: , где – порог разрушения при = 1 нс. Для большинства оптических элементов лазерных установок = 1–20 ГВт/см2. При малых плотностях дефектов порог разрушения выражен не так чётко и величина может быть определена с погрешностью до 100 %. При этом обычно существует эффект накопления.