抗深紫外光损伤镀膜新工艺的研究

准分子激光因其独特的光学特性很适合各种精密材料加工和生物医学.至今,用于导光的光学元件特别是光学件镀膜层受损是制约准分子激光在该领域稳定可靠工作的根本原因.光学镀膜工艺师已经找到了一种行之有效的方法来解决这个问题.采用该方法,光学膜的寿命可提高一个数量级以上.新的研究计划表明抗损伤镀膜工艺研究将会有进一步的提高.     

抗探紫外光损伤镀膜新工艺的研究

准分子激光因其独特的光学特性很适合各种精密材料加工和生物医学.至今,用于导光的光学元件特别是光学件镀膜层受损是制约准分子激光在该领域稳定可靠工作的根本原因.光学镀膜工艺师已经找到了一种行之有效的方法来解决这个问题.采用该方法,光学膜的寿命可提高一个数量级以上.新的研究计划表明抗损伤镀膜工艺研究将会有进一步的提高.     

抗深紫外光损伤镀膜新工艺的研究

准分子激光因其独特的光学特性很适合各种精密材料加工和生物医学。至今，用于导光的光学元件特别是光学件镀膜层受损是制约准分子激光在该领域稳定可靠工作的根本原因。光学镀膜工艺师已经找到了一种行之有效的方法来解决这个问题。采用该方法，光学膜的寿命可提高一个数量级以上。新的研究计划表明抗损伤镀膜工艺研究将会有进一步的提高。准分子激光增长最快的应用领域是光折变角膜术（PRJK）＃显微光刻术。在PRK应用中，烧蚀眼科医生用准分子激光去校正视力，必须准确地控制激光光束的均匀性和激光脉冲能量的稳定性，方能保证手术万无…     

溶胶-凝胶膜光学表面激光清洗工艺研究

为了解决光学元件表面的颗粒污染问题，在单发次激光干式清洗的基础上，提出了气流置换系统辅助的激光清洗方法，使用波长为355nm的Nd:YAG激光器，针对镀溶胶-凝胶SiO₂薄膜熔石英光学表面粒径为1μm~50μm的典型SiO₂颗粒污染物，进行了理论分析和清洗实验，取得了可用于激光清洗的工艺参量。结果表明，对于镀溶胶-凝胶膜熔石英样品的单发激光干式清洗，最佳激光能量密度为2.29J/cm2，与未镀膜石英的激光清洗工艺参量存在一定差异；在最佳工艺参量下，单发次激光清洗对于粒径1μm以上的SiO₂颗粒清洗效果明显，移除率可达82.96%；当污染密度过高时会导致清洗效果的减弱及对基底的损伤，而气流置换系统辅助的激光清洗方法可进一步增强对光学表面颗粒污染的去除效果。该研究对大型高功率固体激光装置中的光学元件在线清洗及清洗装备的设计具有重要的研究意义与实用价值。     

深紫外膜层

安捷伦公司提供了一种深紫外镀膜技术,用于高精度光刻机的光学元件方面。据称这种膜层能够提高光学元件的寿命,减少维修及系统的停机时间。     

衍射光学元件在卫星激光通信终端中的潜在应用

卫星激光通信技术是目前通信技术领域的研究热点,而光学子系统的优化设计是其重要研究方向。主要介绍了利用衍射光学元件实现卫星激光通信终端的小型化、集成化和高效化。文中首先简要介绍卫星激光通信系统的基本原理,随后介绍了衍射光学元件在卫星激光通信终端中的各种可能应用,包括光束整形和分光,光学滤波,防反射镀膜,像差和热差补偿等。给出了一个包含衍射光学元件的激光通信终端光学系统优化设计实例,相应的数值仿真结果表明:衍射光学元件与传统光学元件相比,具有明显优势。     

可在线应用的大口径溶胶-凝胶膜光学元件激光清洗工艺研究(特邀)

在高功率激光装置中,光学元件表面的污染物会降低光束质量甚诱导光学元件损伤。针对装置中受污染的镀有SiO₂溶胶-凝胶增透膜的大口径真空隔离片(430 mm×430 mm),使用波长为355 nm的Nd:YAG脉冲激光器模拟在线激光清洗实验。实验中采用了单发次激光干式清洗与气流置换系统辅助的激光清洗系统,研究了关键特征参数对激光在线清洗效果的影响规律,获得了可用于激光在线清洗的工艺参数。光学元件的处理采用光学显微镜、暗场成像法表征以及图像处理软件分析。实验结果表明,激光在线清洗光学元件存在最佳工艺窗口。通过气流置换辅助的激光清洗方法后,相较于单纯的单发干式激光清洗,激光清洗能力有大幅提升。因此,气流置换系统辅助单发激光清洗能有效提高其清洗能力,为高功率激光装置中大口径光学元件表面污染物在线去除提供了一种有效手段。     

激光预处理中薄膜损伤形貌对预处理效果的影响

采用亚阈值激光能量对光学元件进行激光预处理后,其损伤阈值可以提高两三倍。在激光预处理过程中,不可避免地会使光学元件产生损伤,若产生的损伤不影响光学元件的使用性能,则原则上可以接受。首先介绍了HfO2/SiO2多层高反膜S-on-1损伤阈值测试方法,实验研究了激光预处理过程中光学薄膜元件的损伤过程,分析了预处理过程中薄膜损伤形貌对其光学性能及抗激光损伤阈值的影响。结果表明,对膜系为G/（HL）11H2L/A的HfO2/SiO2多层高反膜进行激光预处理,最外层SiO2层的破坏不影响薄膜整个反射率曲线。相反,由于消除了HfO2层的节瘤缺陷,薄膜的损伤阈值得到大幅度的提高。     

高功率光学元件污染的控制

激光核聚变研究用的高功率固体激光器的出现，要求大的光学元件严格保持清洁。即使是一个微小的灰尘颗粒或一层被污染的薄膜，在激光作用下，都可能引起代价昂贵的破坏。因此，控制和消除污染巳经成为激光核聚变计划中一个不可缺少的部分。光学表面的污染在两个主要方面限制了高功率激光器的特性。在激光放大器中，高强度的闪光灯可以使光学表面上的污染物热到足以造成局部熔化和破坏的程度。污染物的存在也可以贴在激光束上造成强度调制，这种调制可能引起激光束的自聚焦，进而使随后的光学序列的元件局部加热，而且还能使局部的光束强度超过高质量光学薄膜的破坏阈值——所有这些效应，都使激光核聚变应用中所需的可聚焦功率减小。我们巳经发展了一大批关于清洁度的标准、测量方法以及制作工艺，从而使我们能够明确定义一个清洁的表面，确定污染的程度和提供适当洁净度的光学表面。污染控制技术开始使得光学表面在镀膜前、在装配期间以及在整个使用寿命期间，都免受颗粒污染。在Shiva激光系统中，这种技术实际上已经消除了污染所引起的故障。     

衍射光学元件表面反射对高功率激光系统的影响

对高功率激光系统中使用的衍射光学元件(DOE)在束匀滑时产生的表面反射光场进行了模拟计算.计算表明,随着传输距离的增大,反射光由于干涉叠加会产生一定数量的光强极值点,有可能会对前端元件造成损伤.因此,在高功率激光系统应用中,有必要对元件进行一定角度的倾斜放置,从而使反射光偏离前端元件.通过模拟计算分析了衍射元件放置时,倾斜角度对各项束匀滑指标的影响.发现匀滑性急剧变差,并在实验上观察到了相应的定性结果.设计了相位补偿方法,以保证倾斜放置下衍射光学元件的束匀滑能力,并给出了相位补偿的数值模拟结果.     

光探测器与光学系统

0101941强激光光学元件表面功率谱密度函数估计[刊]/沈卫星//强激光与粒子束.—2000,12(4).—392～396(D)在扼要描述了光学元件表面轮廓测量中功率谱密度(PSD)函数的基本概念、公式和应用基础上,重点讨论了光学元件表面低频和中高频空间频率 PSD 对光场分布的影响。并给出了强激光光学元件表面 PSD 函数曲线的几个实测结果。参80101942发射光学系统分析[刊]/李有宽//强激光与粒子束。—2000,12(1).—15～18(C)采用矩阵光学方法导出了发射光学系统的传输变换矩阵和具有两级扩束系统的发射系统的调焦公式,研究了输入激光不是平行光时远场焦点位置的变化和一级扩束系统焦距变化对系统焦距的影响。参3     

用于月基极紫外(EUV)多层膜样片反射率测量的小型真空试验台

用于探月二期工程的极紫外相机采用多层膜反射镜作为光学元件,多层膜反射镜整镜镀膜之前需进行样片镀膜并检测从而完善并确定镀膜工艺。本文介绍了搭建的一台样片反射率测量的小型真空试验台。该试验台由激光等离子体(LPP)光源系统、Mcpherson247单色仪、真空样品室探测系统、数据采集及处理系统组成。工作波段为1～120nm,光谱辐射稳定性好于±1%/h,角分辨率误差为0.015°。用本实验台对多层膜样片进行不同波长反射率测量,测量入射角一定时对不同波长的反射率曲线,根据测量结果完善多层膜镀膜工艺。     

能精调光学膜层的镀膜设备

光通信的蓬勃发展加速了先进光学镀膜设备的问世。现已开发出使膜层更均匀、费用更低廉的光学镀膜设备。这些设备除应用于通信元件的镀膜，还可应用于很多消费领域。谁拥有先进的镀膜设备，谁就会处于镀膜技术的领先地位。越来越多的应用，诸如用在手机和高清晰度电视中的窗口、滤光片和反射镜，这些应用     

光学元件镀膜前高洁净度清洗工艺研究

研究了光学元件镀膜前超高洁净度要求的超声清洗工艺,在超声波清洗机的频率和功率一定的情况下,通过研究超声清洗剂、清洗温度、清洗时间等对光学元件超声清洗效果的影响,研制出有效清洗光学元件的清洗工艺,并保障超声清洗工艺对光学元件的表面状况无损伤。同时发现光学元件的放置时间会影响元件的清洗效果。超声清洗刚加工好的光学元件洁净效果较好,清洗时间较短;有6个月存放期的光学元件,表面颗粒污染很难洁净清洗。     

有机物沉积质量对溶胶凝胶减反膜性能的影响规律

真空环境中高功率激光装置光学元件表面的有机物污染是限制其负载能力的原因之一。针对装置中常见的有机物污染和三倍频激光溶胶凝胶减反膜，通过精确控制真空环境中污染源的挥发扩散，制备了有机物质量面密度不同的元件表面，定量研究了有机污染物质量面密度对溶胶凝胶减反膜光学性能及损伤特性的影响规律。实验结果表明：样品表面粗糙度、透过率、损伤阈值等的变化量均与有机物质量面密度成正相关。有机污染物沉积量较少时，由于膜层孔隙被填充，膜层的表面粗糙度略有减小；随着沉积量增加，有机物附着影响表面形貌，粗糙度显著增加。溶胶凝胶减反膜在351 nm波长处的光学透过率随着有机物质量面密度的增加而逐渐降低，这与有机物分子改变溶胶凝胶膜孔隙填充比有关。样品表面的激光损伤阈值变化量和损伤面积随着有机物质量面密度的增加而增加，而且不同有机物沉积量的光学表面的损伤形貌存在显著差异。基于实验结果讨论了有机物影响溶胶凝胶减反膜性能的机理，并探讨了高功率激光系统的洁净度控制方法。     

高重复频率脉冲激光辐照光学薄膜的温升实验

光学薄膜是激光系统中最易损坏的薄弱环节.在高重复频率脉冲激光辐照下,光学薄膜表面温度急剧上升,导致膜层应力、结构发生变化,最后出现宏观的灾难性损伤.从实验上研究了重复频率10kHz脉冲激光辐照下光学薄膜元件的温度变化,分析了影响薄膜温度变化的众多因素.结果表明,在激光光斑确定的情况下,薄膜的温升主要取决于激光功率密度,其次是膜系最外层高折射率层的驻波场峰值,最后是膜系的吸收率及镀膜材料.     

激光光学系统的一种简易准直方法

叙述一种直线腔固体激光系统,准直的简易而精确的装置。通过使输出的激光束和从光学元件表面反射的光束相重合,在该装置的光源和激光系统中的光学元件表面间获得准直。然后对整个光学系统的每一光学表面均重复此操作,精确调正,因此,完成激光器光学系统所有元件的准直。     

标准多层介质膜

美国兰姆达光学和镀膜公司,除提供大家知道的恰克拉斯基YAG激光晶体外,还提供一系列专用精密光学元件,其中重点是“多层介质镀膜”,透射率范围为0.1％～70％,镀膜1～23层,这种多层介质镀膜已     

激光回馈双折射测量系统稳频技术研究

波片、晶体等自然双折射元件广泛应用于各种光学系统中。普通光学元件在加工、镀膜等过程中会引入残余的内应力,形成双折射。双折射会对整个光学系统的性能产生影响,需要对其进行精确测量。基于激光回馈效应,利用偏振跳变中光强调制曲线与双折射的线性关系,构建了光学元件双折射测量系统。通过引入稳频技术,使激光器长期稳定单纵模运转,增强了激光器的抗干扰能力,提高了系统的稳定性。实验结果表明,构建的激光回馈双折射测量系统测量精度优于0.24,重复测量最大偏差0.13,标准差0.06,稳定性好,可靠性高,可实现在线测量。该系统有潜力应用于微小应力的在线测量,如飞机座舱盖、汽车玻璃等。     

超低面形宽带高反射薄膜设计及制备技术研究

光学薄膜元件的面形偏差会导致高精度激光系统中传输光束发生波前畸变，严重影响光学设备的性能。传统的面形偏差控制技术是采用双面镀膜，但需要反复抛光基片以获得高精度面形，这会大大增加研制成本，限制该方法的使用。文中基于离子束溅射沉积技术，采用薄膜应力形变模型预测镀膜后面形变化情况，然后对待镀元件的镀膜面预加工出与变形方向相反的面形，来补偿镀膜后膜层应力造成的薄膜元件变形，最后在预加工好的基片上制备超低面形的宽带高反膜，实现了在550~750 nm的工作波长下反射率R≥99.5%，面形PV≤0.15λ@632.8 nm。此项技术是通过标定薄膜材料的力学参数，预测在相同工艺条件下任意多层膜的面形变化，实现在超宽光谱设计的同时引入力学同步设计，制备出满足光、力双重指标的高质量光学薄膜。