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高功率激光薄膜研究進展

神彩v8信息來源:本站 日期:2018-12-20 

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       為了應對高功率激光系統對光學薄膜元件性能的要求,在確保薄膜具有一定性能的基礎提高薄膜的激光損傷閾值,一直是高功率激光薄膜的中心工作。激光薄膜研制已經從單純考慮薄膜制備技術向損傷機制、測試、膜系設計、基底、膜料、后處理和使用環境控制等多方面環節延伸,全自動激光管板焊機。

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      認識光學薄膜的激光損傷是提高激光薄膜損傷閾值工作的基礎,薄膜的激光損傷一直是高功率激光薄膜研究的熱點問題。光學薄膜的激光損傷是一個極其復雜的過程。它取決于激光參數(波長、脈寬、偏振態、模式、光斑和輻照方式等)及光學薄膜的性質(薄膜光學特性、膜料、制備工藝、薄膜結構和缺陷密度等)兩方面。對不同的薄膜材料、制備方法、激光參數以及激光輻照方式,損傷過程和損傷機理有很大的差異性。目前,雖然人們對激光誘導光學薄膜損傷的過程還沒有完全淸楚,但對于在不同激光脈沖寬度作用下光學薄膜發生損傷的初始吸收機制有了比較明確的認識,全自動激光管板焊機如圖1所示。

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      同時,人們在不同吸收機制的基礎上,陸續提出了光學薄膜損傷的雪崩離化、多光子吸收、節瘤缺陷、熱爆炸損傷、熱彈損傷以及等離子體爆炸損傷等模型。這些模型并不是普適的,激光與薄膜相互作用過程中往往包括了多個過程及多種過程的耦合。多種模型的建立一方面說明激光與薄膜相互作用過程的復雜性,另一方面也說明了人們對光學薄膜的激光損傷的認識在不斷地發展,全自動激光管板焊機。


      在對薄模損傷機制的研究中,比較突出的成果是有關駐波場、溫度場的研究,以及基頻激光損傷的雜質吸收和節瘤缺陷的研究。在光學薄膜駐波場和溫度場損傷的基礎上,人們提出了駐波場設計、溫度場設計和激光保護膜的概念,目前這些方法已發展為激光薄膜的重要設計方法,而雜質吸收和節瘤缺陷是導致基頻激光薄膜損傷的最主要因素,全自動激光管板焊機。


      國際上多個實驗室給出了光學薄膜在納秒激光作用下從初始激光能量沉積到雜質吸收誘導基質材料非線性吸收,從而引起吸收區域不斷從雜質到基質材料發展,以及后續等離子體區域從形成到增長,最后引發光學薄膜損傷的整個過程的理論模型,全自動激光管板焊機。


      在光學薄膜的節瘤缺陷研究方面,美國勞倫斯 利弗莫爾國家實驗室(LLNL)對節瘤缺陷的成因、結構以及由此引起的駐波場、溫度場和應力場的分布有了深人了解,并且提出了節瘤缺陷的抑制技術。我們實驗室在髙功率激光薄膜的損傷機制和損傷過程研究中也做了很多工作,并取得了很多有價值的成果,包括電場和溫度場設計 、表面、界面吸收模型、熱力損傷模型,以及近年研究并發表的光學薄膜在短脈沖和超短脈沖作用下的損傷機制和紫外納秒脈沖激光對光學薄膜損傷的物理模型等成果,全自動激光管板焊機。

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