10.6μm激光对钛、锆光学薄膜的损伤

本文报道了1.06μm 激光对TiO_2、ZrO_2和Ti_3O_5的单层膜和多层膜的损伤阈值和损伤形貌.研究了损伤阈值与膜厚、缺陷和保护膜之间的关系.     

原子层沉积薄膜之激光损伤性能分析

采用目前尚在国内鲜有报道的原子层沉积技术在熔石英和BK7玻璃基片上镀制了TiO2单层膜、AlO3单层膜以及TiO2/Al2O3增透膜,沉积温度在110℃和280℃.利用X射线粉末衍射仪对膜层微观结构进行了分析研究,并在激光损伤平台上进行了抗激光损伤阈值的测量.采用Nomarski微分干涉差显微镜和原子力显微镜对激光损伤...     

缺陷诱导光学薄膜光场增强损伤分析

高损伤阈值的光学薄膜是高功率激光系统的关键器件。众多研究显示,纳米量级的缺陷是光学薄膜激光损伤的主要诱因,是制约光学薄膜向高损伤阈值发展的主要因素。基于有限差分时域方法分析了纳米大小的缺陷诱导SiO₂光学薄膜的局部光场增强导致的激光损伤。结果显示:缺陷的存在使SiO₂单层薄膜的光场分布发生了变化,无缺陷的SiO₂薄膜峰值光场位于膜层表面,而有缺陷的SiO₂薄膜峰值光场位于缺陷与薄膜的边界处,光场增强了约2.3倍;同时缺陷诱导的光场局部增强不仅依赖于缺陷与膜层之间的相对折射率,而且也依赖于缺陷的大小、缺陷在膜层中的分布深度,以及入射激光波长。缺陷与膜层的相对折射率越大,缺陷的直径越大,缺陷在膜层中的深度越小,入射激光波长越短,光场增强越大。研究结果显示光学薄膜中纳米大小的缺陷诱导的光场增强不可忽视,在研究光学薄膜的激光损伤过程中应予以考虑。     

干涉电介质反射镜对于激光辐射作用的强度

研究了在单次和周期的激光脉冲辐射作用下，对TiO2和SiO2多层电介质反射镜的破坏。测量了破坏阈值，并发现了对激光辐射波长有较小反射率的反射镜在重复频率条件下破坏阈值减小。表明了，无论是单层TiO2薄膜，还是TiO2和SiO2多层薄膜的破坏阈值都是由TiO2薄膜表面层的强度来决定的。还研究了在TiO2膜层界面上，辐射强度的变化对破坏阈值的影响，这种影响是与激光辐射波长的变动有关。     

0.53和1.06μm脉冲激光聚变用双色镀膜评价

评价了0.53和1.06μm波长各种双色镀膜的光谱性能和激光损伤阈,以便确定这些镀膜是否适用于1毫微秒脉冲激光聚变实验和建立基本数据。增透膜、部分透过高反膜及最高反射膜由TiO_2和Sio_2膜层组成,均淀积在BK-7衬底上。对每一种膜系都检验了两种不同的结构。光谱测量表明,这些膜系已满足性能要求。1.06μm的激光损伤阈值同以前的单色膜系相似,而0.53μm的损伤阈值均为1.06μm波长情况的一半。     

1微米激光对SiO2/TiO2反射膜的损伤结果

本文报导了15层SiO2/TiO2高反射膜的几项激光损伤实验结果。损伤试验是在劳伦斯·利弗莫尔实验室进行的,用了波长为1.06微米、脉宽为1毫微秒的脉冲激光。在反射膜上迭破一层λ/2 SiO2膜,竟使损伤阈值提高50%。改变膜层内的电场分布实验指出,决定性的因素既不是TiO2膜层内的峰值电场,也不是其中的平均电场;而TiO2/SiO2界面处的电场倒是相当重要的。试图把损伤阈值与膜层的吸收关联起来,这获得部分成功。当吸收率高于10-4,损伤阈值同吸收之间有着紧密的关系。不过,当吸收率低于10-4,损伤阈值显得与膜层的体吸收并无关联。用光学显微镜观测,支持了这一结论。     

电子束蒸发制备平板偏振膜激光损伤特性研究

采用电子束蒸发沉积技术制备了平板偏振膜。用Lambda900分光光度计测试了其光学性能。在中心波长1053 nm处P偏振光的透过率TP>98%,S偏振光的透过率TS<0.5%,消光比TP/TS>200∶1,带宽约为20 nm。用波长1064 nm,脉宽12 ns的脉冲激光进行损伤阈值测试,获得P偏振光的损伤阈值为17.2 J/cm2,S偏振光的损伤阈值为19.6 J/cm2。用Nomarski显微镜对薄膜的损伤形貌进行观察,并用Alpha-500型台阶仪对损伤深度进行测试。结果表明,P偏振光的激光损伤为界面损伤与缺陷损伤,而S偏振光的激光损伤主要是驻波电场引起的界面损伤,界面损伤发生在偏振膜表面第一层与第二层界面处,缺陷损伤发生在偏振膜内部。     

多波长飞秒激光损伤可见光滤光片的实验及机理

针对飞秒激光作用光学该实验条件下薄膜过程中损伤阈值与激光波长的关系问题,利用近红外波段波长可调谐的高重频飞秒脉冲激光,对可见光滤光片光谱通带的过渡区域进行了背向损伤实验,测量了不同波长下的平均功率密度损伤阈值,并从飞秒激光作用的雪崩电离过程出发,推导并计算了该阈值与薄膜干涉场分布的关系,理论结果较好的预测了不同波长下平均功率密度损伤阈值的发展趋势.研究表明,该实验条件下薄膜的飞秒激光损伤是整体行为,同一样品中,干涉场分布的平均值越高即膜层中瞬时驻留的激光能量越大时,相应损伤阈值越低.     

光学薄膜的激光损伤

激光系统光学薄膜的激光损伤是个复杂的问题,它的阈值与薄膜材料、膜结构及淀积参数有关,也与激光处理及所经受的激光脉冲特性有关。本文就这些方面概述一些增透膜及高反膜的损伤阈。一、膜材料用标准商业法镀了各种膜层,其中氧化物两层或多层膜有SiO_2/TiO_2、SiO_2/Ta_2O_5、SiO_2/ZrO_2及SiO_2/AlO_3,氟化物单层膜有MgF_2、NaF、Na_3AlF_6,两层或多层膜有MgF_2/ThF_4、MgF_2/PbF_2、ZnS/ThF_4。这些单层、两层或多层膜在1.06μm处除几个     

HfO2/SiO2多层高反膜脉冲YAG激光预处理机理的研究

本文研究了HfO2 /SiO2 多层高反膜脉冲YAG激光预处理提高抗激光损伤阈值的机理。通过分析和计算 ,我们提出了一种物理模型 ,即热扩散模型。由于扩散结果 ,导致HfO2 膜层的折射率增加 ,致使HfO2 、SiO2 膜层交界处光驻波波峰降低 ,从而提高了薄膜抗激光损伤阈值     

激光处理GaN薄膜的研究

通过激光损伤实验,报道了GaN薄膜10.6μm CO2激光的损伤阈值是64 J/cm2;为了改善GaN薄膜质量,对其进行了10.6μm CO2激光辐照处理,结果表明,处理后GaN薄膜的缺陷密度明显降低.并对机理进行了分析.     

脉宽1ms和10ns的激光损伤光学薄膜元件的比较分析

为了研究脉宽为毫秒量级的激光对光学薄膜的损伤,根据国际标准IS0-11254和国家标准GB/T-16601建立了光学薄膜损伤阈值测试装置.测量了脉宽1ms和10ns、波长1064nm激光作用下TiO2/SiO2增透膜的损伤阈值,观测了损伤形貌,测量了损伤厚度及损伤半径,分析了毫秒量级激光损伤光学薄膜的损伤机理并与纳秒激...     

红外激光传输用聚苯乙烯—银—玻璃基体空心波导研究

利用液相镀膜法研制成了性能较好的传输用聚苯乙烯－银－玻璃基体小直径空心波导,波导长度达到1m左右,波导直径为800－1200μm,对于CO2激光（10.6μm）的传输损耗低达1.73dB/m,损伤阈值高于11.2W(17.2W/mm^2)。实验结果表明,聚苯乙烯－银－玻璃基体小直径空心波导适用于医学等领域CO2激光传输的要求,并有望在其他红外波段的激光能量传输中得到应用。     

2.79 μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验研究

开展了不同重频下2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤实验。基于传热学理论,利用有限元法对2.79μm中红外激光辐照PbS探测器中的温度分布进行了数值分析,并比较了脉冲数目、重复频率对损伤效果的影响,分析了2.79μm中红外激光辐照PbS探测器的损伤机理,获取了相关阈值数据。研究表明,2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤机理主要以热熔融为主,在温度没有达到PbS熔点时,PbS就会发生热分解反应,析出黄色沉淀物PbO;计算得到单脉冲2.79μm中红外激光对PbS探测器的损伤阈值为13.03 J/cm²,且脉冲数目、重复频率对损伤效果影响很大,损伤累积效应明显。理论模型能够较好地解释PbS表面初始损伤形貌特征。     

硒化锌(ZnSe)红外激光位相推迟器

能改变激光束偏振状态、抗光损力强、透射率高、不潮解,实用的CO_2激光光波位相推迟器即1/4波片,对改善和提高强激光系统的传输效率、激光加工技术、受激仲氢Raman 16/om激光系统,单天线激光雷达,相干激光探测系统和光学相位共轭等一系列研究中都有重要的应用价值,是红外激光应用技术中急待要求解决的重要器件。 [4]报道的KBr单晶菲涅尔棱体型光波位相推迟器,其缺点是易潮解、使用环境要求苛刻。在原工作的基础上,我们选取多晶ZnSe材料,采用专门工艺方法研制成功的反射式红外激光1/4波片,抗CO_2激光光损能力强,永不潮解,适用波段宽阔,因此,更具有实用性。     

不同激光波长对KDP晶体损伤的研究

测量了KDP晶体在1.064微米、0.532微米和0.355微米波长上激光偏振方向与KDP晶体的光轴方向相平行和相垂直时激光损伤阈值。发现随着激光频率升高激光损伤阈值明显下降,这一实验结果表明KDP晶体中激光损伤主要是多光子电离击穿起主要作用。     

DF激光作用下氟玻璃破坏阈值的测量及机理

实验测量了氟铝酸盐玻璃对3．8μm激光的透射率以及在高功率连续DF激光作用下的破坏阈值，根据实验结果，应用耦合热弹性理论和大型有限元程序，模拟了氟玻璃窗口在矩形光斑作用下的温度响应和力学响应，分析了氟玻璃破坏的机理，由此推断靶材断裂的危险点，并和实验情况相比较，最后，对氟玻璃材料作为高功率激光器输出窗口的可行性作出评价。     

染料调Q红宝石激光视网膜损伤阈值研究

本实验用染料调Q红宝石激光照射青紫蓝灰兔60只眼,求得视网膜凝固出血损伤阈值和单纯出血阈值分别为361μJ/cm2和481μJ/cm2,95%置信限分别为330μJ/cm2～394μJ/cm2和451μJ/cm2～514μJ/cm2。     

二元矩形位相光栅用于高斯光束的空间整形

本文研究了透射式二元矩形位相光栅实现高斯光束空间整形的基本原理,并作了理论推导;提出了光栅加工的技术指标,对实验工作作了具体描述,并分析了实验结果。透射式二元矩形位相光栅的主要技术指标为:栅槽宽度:1.5mm;栅槽深度:0.55μm;光栅有效尺寸:15mm;透射率:大于90%;波长覆盖:0.55μm～0.65μm;破坏阈值:平均功率10W。整形参数:功率效率:大于75%;能量效率:大于90%;衍射距离要求:大于10m;整形后光束强度的径向非均匀起伏:小于9.3%。     

1.06 μm high-power InGaAs/GaAsP quantum well lasers

The high power and low internal loss 1.06 μm InGaAs/GaAsP quantum well lasers with asymmetric waveguide structure were designed and fabricated. For a 4000 μm cavity length and 100 μm stripe width device, the maximum output power and conversion efficiency of the device are 7.13 W and 56.4%, respectively. The cavity length dependence of the threshold current density and conversion efficiency have been investigated theoretically and experimentally; the laser diode with 4000 μm cavity length shows better characteristics than that with 3000 and 4500 μm cavity length:the threshold current density is 132.5 A/cm², the slope efficiency of 1.00 W/A and the junction temperature of 15.62 K were achieved.