激光预辐照提高ZrO_2薄膜损伤阈值的研究

为了探究激光预辐照的工艺参数对提高光学薄膜抗激光损伤性能的影响,在1064nm的Nd∶YAG激光器组成的薄膜阈值测试平台上,对电子束热蒸发镀制的ZrO2单层薄膜进行了小光斑扫描的激光预处理.研究了不同能量阶单次扫描、单一能量阶多次扫描及不同能量阶多次扫描的激光预辐照对薄膜损伤阈值的提高效果.结果表明：不同能量阶单次扫描中,提高阈值效果最好的是采用原始样片损伤阈值的39%的能量扫描,可提高阈值13%;采用39%的阈值能量阶进行了多次预辐照实验,扫描3次效果最好,阈值提高了56%;在能量递增的多次预辐照实验中,递增能量多次预辐照与单一能量阶多次预辐照的预处理效果相似.     

基于损伤图像特征的激光薄膜损伤判别研究

为了提高光学薄膜激光诱导损伤阈值测试效率,丰富扩展损伤评判方法,提出利用图像的灰度特征和RGB颜色特征对薄膜损伤进行判别。搭建激光损伤测试平台,采用电荷耦合元件(CCD)在线采集不同激光能量分别辐照HfO_2和LaTiO_3薄膜样片后的图像,利用差分方式对采集的图像进行二值化处理,获取激光辐照区域的灰度值,通过分析灰度值特征研究了不同激光能量与灰度值的变化规律;采用放大率为100倍的数码显微镜观察分析图像的RGB特征,提取了图像损伤区域的RGB值,研究了不同激光能量与RGB值的变化规律。图像特征分析结果表明:当HfO_2薄膜的灰度值大于16.35,或者RGB临界值分别小于125,122和124时,薄膜将发生损伤;对于LaTiO_3薄膜,当灰度值大于28.43,或者RGB临界值分别大于180,169和170时将会发生损伤。此方法不仅丰富和发展了薄膜损伤评判方法,而且为薄膜抗强激光作用能力评估提供了新的判据。     

激光预处理对BaF2 薄膜损伤性能的影响

为了提高光学薄膜元件抗激光损伤的能力,除了寻找先进的镀膜方法及工艺外,还可采取后期处理,因为后期处理对激光损伤阈值(LIDT)也有重要影响。采用输出波长为1064nm的调Q Nd:YAG激光器,对膜厚为λ/2(λ=1064nm)的单层BaF2薄膜进行激光预处理,研究了其激光损伤特性。在光斑大小一定的条件下,改变能量密度和脉冲次数,分别研究了它们对薄膜阈值的影响,得出最佳处理参数:能量密度为9.9J/cm2,脉冲次数为3次。处理后的BaF2薄膜,激光损伤阈值从未处理的16.5J/cm2提高到了29.9J/cm2。     

基于FFT的干涉图延拓方法研究

用二维FFT方法处理干涉图时,由于FFT算法只能处理数字化的离散数据,且要求数据分布区域必须是矩形状,因此必须设法将圆形区域干涉图扩展延拓成方形区域.在研究二维FFT法进行干涉测试基本原理的基础上,提出了一种干涉图空域迭代延拓的原理和方法,利用该方法对一幅实际干涉图进行了空域延拓,并取得了满意的效果.     

MS型摄像管聚焦磁场的计算

对磁聚焦静电偏转型(MS型)摄像管的聚焦磁场进行了分析,模拟计算了聚焦磁场的大小,给出了磁聚焦电子轨迹的计算方法及计算结果,并对所得结果进行分析。文中计算公式对于计算机辅助设计摄像管聚焦磁场是适用和方便的。     

不同周期膜系结构对1064nm高反膜的激光损伤阈值的影响

基频高反膜元件由于较易受到激光损伤而严重影响激光系统正常工作,因此研究高反膜的激光损伤原因及损伤机理成为一个急需解决的问题。本文搭建激光损伤阈值测试平台,对不同周期膜系结构的1064 nm激光高反膜的激光损伤阈值的影响进行了研究。研究结果表明,相比较于G|(LH)~9L|A膜系,G|(HL)~9L|A这种周期结构的薄膜的激光损伤阈值较高,且损伤形貌以熔融型为主。     

1064 nm负滤光片的设计与制备北大核心CSCD

针对当前可见-近红外光电探测器的激光防护要求,研究了1064 nm负滤光片的设计和制备。基于等效折射率理论,综合考虑光谱和场强分布优化,设计了由SiO2/Y_(2)O_(3)/H4组合的规整膜系和SiO2/H4组合的非规整膜系负滤光片;采用离子束辅助热蒸发沉积方式对负滤光片进行了制备,并测试了其光学和抗激光损伤性能。结果表明:在膜系结构G|(0.5LH0.5L)s|A两侧匹配减反膜可以有效减小通带波纹,调整膜系最外层厚度可以同时改善膜系的光谱特性和电场强度分布。镀制的规整膜系负滤光片在400~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为89.98%和93.21%,1064 nm透过率为1.29%,激光损伤阈值为6.0 J/cm^(2);非规整膜系负滤光片在650~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为93.70%和94.99%,1064 nm透过率为1.60%,激光损伤阈值为6.8 J/cm^(2)。     

基于深度学习的光学薄膜元件损伤识别与分类研究

激光诱导光学薄膜元件损伤是限制激光向高功率、高能量发展的瓶颈,因此,光学薄膜损伤的快速检测已成为亟需解决的问题。为提高光学薄膜元件损伤识别与分类的准确率和效率,提出了一种基于深度学习的损伤图像分类模型训练方法。采集激光辐照氧化物薄膜损伤图像,通过噪声去除、图像增强等预处理,提取损伤区域RGB值、灰度、纹理、形状等特征信息,投入BP神经网络训练识别,受数据集较少和计算误差的影响导致分类结果未达期望值,因此,使用迁移学习训练数据集,结果表明,使用迁移学习在准确率和灵敏度等评价指标上均优于BP神经网络,准确率达90%,将深度迁移学习技术用于光学薄膜元件的损伤识别,为解决激光诱导的光学薄膜损伤判别提供了新思路。     

外加偏置电场对类金刚石薄膜激光损伤形貌影响研究

研究了使用非平衡测控溅射技术沉积的类金刚石(DLC)薄膜其抗激光损伤能力;通过对比施加偏置电场前后薄膜的损伤情况,发现:DLC薄膜施加偏置电场后,薄膜的激光损伤区域内有大量丝状薄膜,损伤形貌存在明显不同,损伤面积减小;薄膜的激光损伤情况得到改善。实验结果显示,外加偏置电场对DLC薄膜的损伤有影响。认为:激光在DLC薄膜中激励产生的光生电子在电场的作用下产生快速漂移,间接降低了激光辐照区域内的局部能量密度,减缓了薄膜的石墨化,提高了DLC薄膜的抗激光损伤能力。     

干涉图空域延拓技术研究

现代干涉测试的核心是用合理的算法处理干涉图而获得所需的面形及参数。用二维FFT方法处理干涉图时,由于FFT算法只能处理数字化的离散数据,且要求数据分布区域必须是矩形区域,因此必须设法将圆形区域干涉图扩展延拓成矩形区域。在研究二维FFT法进行干涉测试基本原理的基础上,提出了一种干涉图空域迭代延拓的原理和方法,利用该方法对一幅实际干涉图进行空域延拓,取得了满意的延拓效果。结果表明,该方法具有较高的处理精度,为波面相位复原奠定了基础。