J. Phys. France 51, 1267-1282 (1990)
DOI: 10.1051/jphys:0199000510120126700

Analytical models of thermal aberrations in massive mirrors heated by high power laser beams

Patrice Hello et Jean-Yves Vinet

Laboratoire d'Optique Appliquée, Ecole Polytechnique, ENSTA, 91120 Palaiseau, France Groupe de Recherche sur les Ondes de Gravitation, Bât. 104, Université Paris-Sud, 91405 Orsay, France

Abstract
We consider the problem of massive mirrors heated by intense laser sources. Heating occurs both by absorption in the silica substrate and by dissipation in the coating. In each case we derive original analytical models of the transient temperature and of the resulting thermal aberrations. Analytical formulas, based upon rapidly converging series, and numerical results are presented for the time dependent temperature and for the time dependent expansion of the aberrations in series of Zernike polynomials.

Résumé
Nous traitons le problème de l'échauffement des supermiroirs par des sources laser intenses. L'échauffement vient de l'absorption dans le substrat de silice ou de la dissipation dans les couches réfléchissantes. Dans chacun de ces cas, nous construisons des modèles analytiques originaux pour la température transitoire et les aberrations thermiques qui en résultent. Nous présentons des formules analytiques, basées sur des séries rapidement convergentes, et des résultats numériques concernant l'évolution de la température, et le développement des aberrations en séries de polynômes de Zernike.

PACS
4279B - Lenses, prisms and mirrors.
4288 - Environmental and radiation effects on optical elements, devices, and systems.
4260J - Beam characteristics: profile, intensity, and power; spatial pattern formation.

Key words
aberrations -- laser beam effects -- mirrors