1.06μm高功率激光反射膜

为提高反射膜的抗激光强度,对ZrO_2-SiO_2多层介质膜的制造工艺进行了深入的研究。已制备出高反射膜和激光输出膜在λ_0=1.064μm处,激光脉宽为1.2ms的单脉冲激光照射下,能承受的能量密度为160J/cm~2;在重复频率为20次/s的激光照射下,能承受的功率密度为1.5kW/cm~2,承受打激光脉冲300万次膜层不损坏,并通过了16kW/cm~2承受激光脉冲7.2万次的超负荷试验。     

CO_2连续激光预处理基板对光学薄膜损伤阈值的影响

实验研究CO_2激光预处理基板对光学薄膜损伤阈值的影响,发现对单层膜及增透膜,辐照预处理使阈值显著提高,最高达未辐照处理的5倍;而对高反膜,辐照预处理无大的影响。用重复频率脉冲光热偏转技术实时研究了光吸收与损伤的对应关系,用时间分辨脉冲光偏转技术确定了初始损伤在样品深度方向上发生的位置,用连续调制光偏转技术,结合Nomarski光学显微镜分析了损伤形貌,得出了一些有意义的结论。     

影响1.06μm光学薄膜激光损伤因素的实验研究

本文对光学薄膜淀积过程中真空室的真空环境对薄膜激光损伤的影响了理论与实验方面的分析，对分子泵，扩散泵真空系统及扩散泵＋离子束辅助淀积（ＩＡＤ）制备出的膜系样品所进行的损伤实验表明，分子泵系统制备出的薄膜显示出较高的损伤阈值。     

结构对氧化物膜层激光损伤阈值的影响

光学膜层的激光损伤阈值(LDT)通常都明显地低于被镀膜基底。这是由膜层的实际结构决定的,而这种结构与膜层的沉积条件之间有着复杂和敏感的依赖关系。以蒸发和溅射的薄膜为例,对薄膜结构的性质与LDT的关系认真地进行了讨论,以提高损伤阈值。     

1.06μm激光对光学薄膜的损伤

本文讨论光学薄膜的激光损伤类型及原因,探讨底板表面光洁度的影响,就减反膜和反射膜的激光损伤加以研究,提出几种提高抗激光能力的方法。     

离子束辅助技术获得高激光损伤阈值的增透膜

采用合适的离子束辅助沉积(IBAD)参数在K9基底上镀制了高激光损伤阈值的中心波长1053 nm的增透膜,分别从光谱性能、吸收性能、抗激光损伤阈值(LIDT)以及退火后的影响等方面与未进行离子束辅助沉积的薄膜进行对比分析。实验结果发现,采用离子辅助制备的薄膜放置80 d后具有更好的光谱稳定性,与未进行离子束辅助镀制的薄膜相比,平均吸收下降了57%,吸收值偏高的奇异点明显减少;损伤阈值提高了60%,用Leica偏振光学显微镜观察50%损伤几率的能量下破斑形貌,发现经过离子束辅助制备的样品破斑形状整齐且缺陷点少;未进行离子束辅助制备的样品退火后吸收降低,阈值提高,但奇异点没有减少,辅助样品变化不大。由此可知,离子辅助有助于制备高性能基频增透膜。     

不同方法制备的Ta2O5薄膜光学性能和激光损伤阈值的对比分析

采用电子束蒸发(EBE)和离子柬溅射(IBS)制备了不同的Ta2O5薄膜,同时对电子束蒸发制备的薄膜进行了退火处理.研究了制备的Ta2O5薄膜的光学性能、激光损伤阈值(LIDT)、吸收、散射、粗糙度、微缺陷密度和杂质含量.结果表明,退火可使电子束蒸发制备的薄膜的光学性能得到改善,接近离子柬溅射的薄膜的光学性能.电子束蒸发制备的薄膜的损伤阈值较低的主要原因在于吸收大,微缺陷密度和杂质含量高,而与薄膜的散射和粗糙度关系不大.退火后薄膜的吸收和微缺陷密度都明显降低,损伤阈值得到提高.退火后的薄膜损伤阈值仍然低于溅射得到的薄膜损伤阈值是因为退火并不能降低膜内的杂质含量,因此选用高纯度的蒸发膜料和减少电子柬蒸发过程中的污染有可能进一步提高薄膜的损伤阈值.     

光学薄膜激光损伤阈值的智能检测研究

为了解决当前光学薄膜激光损伤阈值检测方法准确性差、可视化和灵活性不理想等难题,提出基于软件测试算法的光学薄膜激光损伤阈值检测方法。首先计算损伤阈值最终不确定度,并将不确定度计算结果代入损伤阈值检测中,然后利构成测量光路,激光在透镜上聚焦照射到待测样品上,根据测试软件程序对激光照射前后的图像进行预处理,判断是否存在损伤,若存在损伤,结合高斯光束理念获取有效光斑面积,最后损伤阈值,并进行了仿真实验,结果表明,该方法检测准确率和可视化程度高,且灵活性强。     

激光清洗阈值和损伤阈值的研究

讨论了采用波长为３０８ｎｍ，脉冲宽度为２８ｎｓ的准分子激光清洗基片的实验研究，分析了激光清洗过程中清洗阈值和损伤阈值存在的原因，并对它们进行了定量性推导。     

激光对光电探测器的损伤阈值研究

本文研究了1.06μm和0.53μm激光对硅pin光电二极管以及硅雪崩光电管的永久性损伤效应,测出了损伤阈值。实验发现,光电探测器的PN结受到激光热烧伤是造成其永久性损伤的重要因素,损伤阈值的大小与激光波长、脉冲宽度以及光电探测器结构有关。     

光学薄膜激光损伤阈值测试方法的介绍和讨论

目前国内外对光学薄膜激光损伤阈值的测试方法基本上可归纳为3类:国际标准ISO 11254、国军标G JB1487-1992和各单位的企业标准。在简要介绍这些方法的基础上,对各类测试方法的有关内容进行了讨论,并提出尽快与国际标准接轨以及研制并生产这种测试仪器的重要性和迫切性。     

光电探测器的激光破坏（损伤）阈值分析

本文系统收集各种光电探测器及其相似材料在受到激光辐照时所导致的软、硬破坏效应（有时称为激光损伤）,综合对比分析各种破坏阈值的大小,为激光与光电探测器相互作用的研究提供一个较为全面系统的参考。     

光学材料的激光损伤及其增强研究

随着激光技术的飞速发展和应用,激光对光学材料的损伤日益严重。本文从激光损伤的机理出发,总结了薄膜和块状玻璃材料的损伤影响因素,损伤机理及破坏形态。最后提出了提高光学材料激光损伤阈值的方法。     

激光脉宽对光学薄膜元件热损伤的影响

纳秒量级及以下脉宽激光致光学薄膜元件的损伤研究持续了几十年,但纳秒量级以上脉宽却很少提及。因此,针对10 ns~1 ms量级区间不同脉宽激光辐照光学薄膜元件产生的热损伤进行了研究,计算了高反膜、增透膜和干涉滤光片三种典型光学薄膜元件的温度场分布,并分析了其激光热损伤特性。结果表明,对于长脉宽激光,热扩散深度大,薄膜损伤的电场效应被削弱,热传导效应在损伤中占据主导地位,损伤可至基底;短脉宽激光损伤对薄膜内部的电场分布更为敏感,损伤发生在温度最高值附近的膜层区域。进而开展了10 ns与1 ms脉宽激光致光学薄膜元件的损伤实验,损伤阈值及形貌特征与温度场计算结果显示的热损伤特性相符。     

高损伤阈值激光反射镜的设计方法

为了提高激光反射膜的光谱特性和抗激光损伤特性,提出了一种高损伤阈值激光反射镜的设计方法：采用HfO2-Nb2O5-SiO2多材料混合膜系结构,利用Nb2O5-SiO2折射率差值大的特点,在较少的膜层数下达到高反射率要求;利用HfO2-SiO2组合具有高的抗激光损伤特点,在Nb2O5-SiO2膜堆的最外部分叠加HfO2-SiO2膜堆,取长补短,做到采用较少的膜层数,达到高反射率要求,同时提高薄膜的抗激光损伤能力.该方法能灵活有效地按照不同膜系要求进行材料组合,具有很高的实用价值,达到工程最优化设计.     

532 nm连续激光对砷化镓材料损伤的研究

利用532 nm连续激光对掺Si的n型砷化镓材料进行作用,材料的晶轴方向为〈100〉偏〈111A〉方向15°.实验观察到,连续激光与材料相互作用过程中,材料作用表面的反射光在观察屏上形成环状结构,认为是由夫琅和费衍射产生的,并首次提出将衍射作为探测材料损伤的方法.实验测得砷化镓的阈值损伤功率密度为2.56×105W/cm2.利用温度场的热传导方程计算获得材料的损伤阈值时间与入射光功率密度的关系曲线,并与实验曲线进行了比较.     

光学薄膜激光损伤的波长效应

本文报道了采用三种波长的单横模脉冲激光对ZrO_2、TiO_2和Ti_3O_5的单层膜和多层膜的激光损伤阈值和损伤形貌。研究了损伤阈值与波长的关系。