1.06 μm 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化机理

为研究合金在连续激光辐照过程中反射率变化机理,建立了积分球反射率测量装置,测量了1.06 m 连续激光辐照过程中45 号钢反射率变化。实验结果表明,激光辐照过程中反射率先快速下降,然后产生周期波动。随着激光功率增大,反射率开始下降点和最小值点对应温度逐渐升高,极大值个数增多。建立了多层氧化膜影响模型,结合氧化膜生长规律,分析了不同结构、不同厚度变化规律氧化膜层的反射率特征,实验结果验证了理论模型的合理性。结果表明,反射率变化主要原因是氧化膜生长引起的多光束干涉与吸收效应。由FeO-Fe3O4-Fe2O3 组成的三层氧化膜中,中间吸收型Fe3O4膜是反射率变化的主要影响因素,最外层Fe2O3 膜引起的干涉效应影响反射率的稳定值,最内层FeO膜的贡献可以忽略。     

激光对非λ/4膜系变反射率薄膜的损伤机理

讨论了高功率激光对非λ/4膜层组成的变反射率光学介质薄膜损伤时的场作用和热作用的物理机理,并对实际膜层的激光损伤阈值进行了测试.理论和实验研究结果证明,激光对该种膜系产生损伤的主要原因是膜层吸收激光能量引起的.     

半导体可饱和吸收镜中电场的分析和计算

简要介绍了在飞秒激光器中提供自启动机制的半导体可饱和吸收镜 (SESAM)的主要功能特点以及相关膜层结构的发展过程 ;着重阐述了半导体可饱和吸收镜膜层结构中电场分布以及反射率和反射带宽的影响 ,同时对三种不同结构的半导体可饱和吸收镜反射率作了分析比较。     

气流环境下激光辐照金属能量耦合特性

在马赫数为0.5气流条件下,进行了激光辐照30CrMnSiA钢材料的温度测量实验。实验结果显示,材料的温升速率和上升最高温度在有气流环境下比无气流环境下明显下降。利用数值反演方法获得了气流条件下激光加载面样品材料实际吸收热流密度变化以及温度变化。与无气流条件下的数据对比可发现,相同温度对应的实际吸收热流密度在气流环境下大于无气流环境,该结果是由气流条件加速样品材料的氧化影响激光金属反射率所致。     

皮秒激光辐照下半导体表面结构变化的研究

研究了皮钞激光辐照下，半导体吸收和反射特性与材料性质、激光能量密度及激光产生电子-空穴等离子体的关系。实验测量了硅材料与掺杂硅材料表面反射率与Nd:YAG锁模激光器能量密度的关系曲线，给出了分析靶面结构的方法。     

不同金属氧化物对CO2激光吸收性能的比较研究

在室温下金属材料对激光的反射率很大,尤其对CO2激光的反射率达90%以上,因此在激光相变硬化和熔凝过程中,能提高金属材料对激光吸收率的吸收涂层起到了非常重要的作用.常用金属氧化物大多为半导体或绝缘体,对激光有良好的吸收性能.本文通过金相法考察了6种金属氧化物对CO)2激光的吸收性能,并对吸收激光的性能与其能级结构的关系进行了初步探讨.研究表明,TiO2在低或高功率密度下对CO2激光均有较高的吸收率,可以以其作为吸光涂料的主要成分.     

45°角入射的13.1nm软X射线多层膜的研制

报道了对４５°入射角高反的１３．１ｎｍ软Ｘ射线多层膜反射镜的研制情况。利用在星光装置中进行的软Ｘ射线激光等离子体实验测量多层膜反射率的方法，获得了２６．２％的实测反射率，该反射率已达到理论反射率的７０％。     

窄线宽LD泵浦双包层光纤激光器

报道了LD泵浦的窄线宽双包层光纤（DCF）激光器，从理论和实验数值模拟了激光输出功率对输出镜反射率，光纤长度和吸收泵浦功率的依赖关系，进而进行了实验，实验中选用光纤布拉格光栅（FBG）作为输入腔镜，利用光纤端面菲涅耳反射作为输出腔镜，得到了窄线宽的单模激光输出。最大输出功率421mW，斜率效率78.2%，激光中心波长1086.92nm，谱线宽度0.16nm。     

利用波段内激光增强波段外激光吸收的测量方法研究

基于半导体材料仅在响应波段外激光作用下,探测器对波段外激光吸收很小,而在响应波段内激光和波段外激光共同作用下,探测器对波段外激光的吸收增强,文中提出了差动法测量材料的透射率和反射率.并利用吸收系数的表达式,对比有无波段内激光两种情况的吸收系数,检测其吸收的增强.理论上认为这是一种较好的测量方法.     

几种不同涂层抗CO2激光损伤性能的实验研究

在连续CO2激光辐照下,对比测定了石墨、阳极氧化铝、国外某氧化铝及黑色微弧氧化铝涂层的抗激光损伤阈值和反射率,结果表明氧化铝的抗激光损伤性能优于石墨,损伤阈值可达16 kW/cm2;反射率测试结果表明微弧氧化铝对激光吸收大干阳极氧化铝,综合表明微黑色弧氧化铝涂层在激光功率计探头方面有一定的应用前景.     

强CO_2激光辐照下离子注入Si反射率的动态干涉效应

本文从理论和实验研究了连续CO_2激光辐照下磷离子注入Si对He-Ne激光束反射率呈现的动态干涉效应。从反射强度随时间的变化看出,Si片离子注入层固相外延的速率在整个再结晶过程中是不均匀的。     

高亮度1018nm光纤激光实验研究

搭建了1018 nm全光纤激光系统,实验研究了增益光纤长度、光纤布拉格光栅的反射率以及增益光纤的芯包比等参数对1018 nm激光性能的影响。实验研究表明:对于双包层掺镱光纤,可通过减小增益光纤长度使短波长激光获得更大增益,进而实现1018 nm激光输出;通过增加低反布拉格光栅反射率和增益光纤芯包比可以更好地抑制自发辐射以及提升激光器的效率。基于15/130μm的国产双包层掺镱光纤,在1018 nm波段获得了大于150W的激光输出,光光转换效率为71%,自发辐射得到了有效的抑制。     

强激光反射镜热变形的瞬态特性研究

利用2 kW CO2激光器作为激光照射源,用测量精度为±0.03 μm 的Twyman-Green干涉仪、CCD摄像技术、计算机数据采集与处理系统,对硅镜在强光照射下不同时刻的热变形进行了实时测量和数据处理,得到了在不同激光照射时间下镜面热变形的干涉条纹序列图以及给出了热变形量随激光照射时间的变化实验曲线.实验结果显示:在实验用硅镜直径Φ78 mm,镜面厚度为10 mm,镜面对10.6 μm CO2入射光的反射率为63%;净吸收激光功率为140 W,激光辐照时间为4 s的条件下,硅镜最大热吸收变形量为0.46 μm,约为1.315 μm COIL激光波长的1/3,是导致COIL激光器在出光过程中光束发散角增大和光轴漂移的重要原因之一.(OH2)     

相变光盘的多层膜结构

实用的相变光盘膜应由包含相变介质膜和匹配膜的多层膜结构绍成。本文根据膜系特征导纳矩阵,匹配设计了相变光盘的多层膜结构。设计结果表明:(1)λ=8300 处多层膜结构较单层膜结构(只有相变记录介质膜)对写入激光吸收提高一倍左右;(2)反射率对比度有较大提高,R_c∶R_a可达4∶1。最后对设计结果给出了实验证实。     

用于KCl的双层低吸收增透膜

本文报导用硫族化物玻璃As_2S_3和Ge_(45)Se_(55)为镀膜材料在波长10.6微米,KCl激光窗口作为增透膜的设计、制备和特性。用激光量热法测定膜层的吸收,在波长10.6微米时为0.1％。薄膜的反射率为0.1％。同时测定了脉冲CO_2激光辐射的激光感应损伤阈值。     

SESAM实现脉冲式Nd∶YAG激光器的被动锁模特性研究

为了研究半导体可饱和吸收镜的被动锁模特性,采用中科院半导体所提供的半导体可饱和吸收镜,实现了脉冲式Nd:YAG激光器1.06μm激光的被动锁模,获得了稳定的皮秒激光脉冲序列输出.经自相关实验装置测量,其锁模激光脉冲宽度大约为48.2ps,脉冲序列的能量为24mJ,实验中采用直腔结构的谐振腔,该腔结构简单、易于调整.理论上分析了1.06μm半导体可饱和吸收镜结构及被动锁模基本原理,计算并模拟了半导体可饱和吸收镜中布喇格反射层不同周期时对应的反射谱图以及不同周期时中心频率处布喇格反射层的反射率曲线.结果表明,随着布喇格反射层周期数的增加,其中心波长处的反射率也随着增加.当周期数大于13时,其中心波长反射率超过99%.半导体可饱和吸收镜是实现Nd:YAG激光器的被动锁模的理想锁模器件.     

蓝光激光增材高反射率金属研究现状及发展趋势

激光增材制造技术利用逐点逐层的加工方式,对于复杂金属构件的制备具有极大的技术优势。对于高反射率金属材料,它们在不同波长下的激光吸收率相差较大,提高其对激光吸收率是改善成形件质量的重要途径之一。为获得质量良好的成形件,可采用如蓝光激光、绿光激光等短波长激光光源对高反射率金属材料进行增材制造。阐述了金属粉末材料对蓝光激光的吸收机理、蓝光激光器的研究及发展现状,分析并总结了高反射率金属蓝光激光选区熔化及沉积技术的研究现状,并展望了其未来的发展趋势。     

具有亚表面损伤层基底表面的激光减反膜设计

光学材料的亚表面损伤层（SSD）是激光光学领域内的研究热点之一。亚表面损伤层的存在将导致其表面薄膜特性发生变化,尤其是在高精度低损耗激光薄膜的设计与制造中亚表面损伤层必须给予考虑。文中研究了亚表面损伤层的物理特性,并借助于椭圆偏振仪测量基底表面的椭偏光谱,反演计算出SSD 的物理厚度和折射率梯度。通过计算得到了亚表面的深度和梯度对激光减反膜反射率光谱的影响,证明了亚表面深度对反射率的影响具有周期效应。在考虑亚表面损伤层的深度和梯度存在的基础上,对激光减反膜的设计进行了理论修正,数值实验结果证明通过膜系的修正可以实现633 nm 处的零反射。     

强激光辐照下硅基片超薄多层金属镜的热畸变

对硅基片超薄多层金属镜在CO2 激光辐照下的热特性进行了实验观测与理论分析。给出了超薄多层镜的结构设计方案 ,以及不同激光功率情况下镜面热变形与激光照射时间的关系曲线。结果表明 ,当反射镜吸收功率为 12 0W ,光照时间为 4s时 ,普通硅镜的热变形量为 0 71μm ;同等条件下硅基片超薄多层金属镜最大热变形量仅为 0 2 5 μm。理论计算与实验结果基本相符。     

蓝宝石对532nm激光吸收率的实验测量

为了分析激光偏振化方向和激光入射角对激光吸收率、反射率和透过率的影响,采用量热法测量了蓝宝石对532nm线偏振光辐照下的反射率和透过率,并获得了相应的吸收率。比较实验中测得的反射率和理论计算值,发现两者变化趋势一致,证实了该试验方法的可行性。结果表明,垂直于入射面的反射率随入射角的增大而增大,平行于入射面的反射率则随入射角的增大逐渐减小,在入射角接近60时达到最小,然后急剧增大;在垂直和平行偏振光下,透过率均随着入射角增大而减小,吸收率则逐渐增大。该结果为激光加工蓝宝石时工艺参量的选择和优化提供了参考。