基于蓝宝石材料的微结构增透性能研究

针对传统熔石英激光窗口在碱金属蒸气环境下易腐蚀的痛点问题,提出了在蓝宝石材料上制备增透微结构的方法,以实现耐高温、耐腐蚀的高透激光窗口。在理论仿真的基础上,采用干涉曝光与反应离子束刻蚀技术,在蓝宝石基底表面上制备了增透微结构,其对795 nm光的单面透过率达到99.23%。在此基础上,制备了双面增透微结构和一面增透微结构一面增透膜的蓝宝石窗口片,相较于蓝宝石基底,它们对795 nm光的透过率分别提升了12.13%和13.02%。高功率激光作用温升测试结果表明,当激光功率从35 W增加到99.6 W时,裸基板温度增加了5.9℃,但是双面增透样品的温升均为3.8℃,表明双面增透处理可以适当降低温升。同时,光束质量测试结果表明,当高功率激光作用下微结构窗口的温度控制在200℃以内时,双面增透样品的光束质量因子在横向上的变化小于0.05,在纵向上的变化小于0.06,表明该增透窗口对入射光光束质量的影响甚小。