单层SiO2和ZrO2薄膜激光辐照损伤的对比

分别采用物理气相沉积和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了4块光学厚度相近的SiO2和ZrO2单层膜.分别采用椭偏仪、透射式光热透镜和原子力显微镜对两类薄膜的孔隙率、热吸收和微观表面形貌进行了表征;利用Nd:YAG激光器测试了样品的激光损伤阈值(LIDT;1064 nm/8.1 ns),并用光学显微镜观察了两类薄膜的损伤形...     

CO2激光器在光学元件表面处理中的应用

介绍了CO2激光修复光学元件表面损伤用其对基片表面缺陷进行抛光的原理、内容以及最新进展，分析了CO2激光修复光学元件表面损伤对元件抗损伤阈值的提高所起的重要作用，并指出技术巾存在的问题。     

疏水疏油二氧化硅增透膜的制备

以正硅酸乙酯为前驱体，氨水为催化剂，采用溶胶-凝胶法，结合全氟辛基癸烷三甲氧基硅烷（FAS）自组装对膜层表面改性，制备了疏水疏油二氧化硅增透膜．采用红外光谱仪，分光光度计，扫描探针显微镜，椭偏仪，静滴接触角测量仪，抗油污染能力测试等技术对膜层性质进行了分析．结果表明：疏水疏油增透膜的峰值透光率为99．8％；与水的接触角为118．0°，与二甲基硅油的接触角达到74．5°；在抗油污染能力测试中，疏水疏油增透膜的抗油污染能力较常规增透膜大大增强．     

大口径溶胶-凝胶光学膜层提拉制备工艺控制

大口径溶胶-凝胶化学膜的光学性能指标主要由膜层厚度和折射率决定,提拉法制备工艺的关键技术就是对这两个参数进行精确控制。通过优化胶体制备工艺,并利用椭圆偏振法测量化学膜膜厚及折射率变化情况,获得了提拉速度模型,并进行了实验验证,为大口径化学膜高性能指标提供了技术和工艺保证。     

大口径反射镜表面颗粒物洁净度控制实验研究

针对高功率固体激光装置反射镜表面的颗粒引起的损伤问题,分别进行离线实验和在线实验,采用风刀及暗场成像系统相结合研究表面颗粒去除率。研究结果表明:当风刀偏转角度为0°且风刀距离大口径反射镜镜面10 mm时,对灰尘颗粒的去除效果最好,可达96.5%,而对相同尺寸的Al₂O₃颗粒和Fe颗粒效果次之,对SiO₂颗粒效果最差,在线平均去除率可达84.9%。通过对反射镜表面颗粒污染物的在线沉积规律研究表明采用风刀吹扫技术一周洁净一次可实现反射镜表面长期洁净,该技术可推广至大口径高能激光装置及未来超大型高功率激光装置中。     

复杂光机系统机械结构件表面高压水射流量化清洗工艺研究

基于高压水射流喷淋清洗工艺,理论分析了不同高压水射流喷淋清洗工艺条件下机械结构件表面颗粒污染状态,给出表征颗粒污染物定量去除的数学表达式,并理论计算了高压水射流喷淋参数对机械结构件表面颗粒污染移除率的影响规律。结果表明:高压水射流喷淋流量、压强和喷淋面积对颗粒污染物的移除效率影响较大,并通过实验验证了不同高压喷淋清洗工艺对光机模块表面洁净度影响的数学表达式。经过验证,理论结果与实验结果符合较好。     

光学元件表面接触角测量的影响因素分析

利用自研的静滴接触角测量仪测量平板类光学元件表面水滴接触角,测量了K9玻璃基片和镀有SiO2薄膜的K9玻璃的接触角,研究了图像采集时间（冻结时间）、滴注水珠体积和光学元件表面粗糙度对测量结果的影响,分析了光学元件在洁净处理过程中表面水滴接触角的变化过程,为光学元件表面洁净处理工艺研究和污染物定量测量提供了理论和技术支撑。     

氘代聚苯乙烯胶体晶体的制备及光学性质研究

以水作为介质合成了高度单分散的氘代聚苯乙烯微球,并利用垂直沉积法制备了高质量的氘代聚苯乙烯胶体晶体.傅立叶变换红外光谱清楚地表明氘代苯乙烯单体发生了聚合反应;扫描电镜表面分析展示出胶体微球的高度有序排列,断面分析表明氘代聚苯乙烯胶体晶体为面心立方结构;光学透射谱显示出氘代聚苯乙烯胶体晶体的高次布拉格衍射特征,通过和理论计算的能带结构对比,进一步证实了氘代聚苯乙烯胶体晶体为面心立方结构;变角度光学透射谱测量显示,随着入射角的增大,(111)面的衍射峰蓝移,而(200)和(220)面的衍射峰发生红移.     

利用紫外激光处理提高熔石英损伤阈值的研究

为了研究紫外脉冲激光预处理对熔石英表面形貌的影响,验证其对熔石英元件抗紫外激光损伤能力的提升效果,利用输出355nm 3倍频紫外脉冲激光的YAG激光器,采用光栅式扫描的方式对熔石英表面进行了全口径能量周期递增的激光预辐照处理,并在处理结束后研究了表面形貌的变化,考核了其在355nm脉冲激光作用下的损伤阈值.结果发现,石英基片在经过紫外脉冲激光预处理后表面杂质得到有效清除并暴露了低阈值缺陷,处理后的石英基片零几率损伤阈值平均提高24%左右,50%损伤阈值提高约19%.结果表明,紫外激光预处理是增强熔石英元件紫外激光负载能力的有效方法,可有效缓解高功率固体激光装置3倍频输出的负载瓶颈,具备较高的工程运用价值.     

预填充聚苯乙烯控制SiO_2/ZrO_2薄膜膜间渗透

提出预填充方式控制膜间渗透,采用聚苯乙烯(PS)对低折射率SiO2膜内孔隙进行预填充,镀第2层ZrO2后再于甲苯中洗脱,恢复孔隙率以实现膜间防渗透。采用椭偏仪、紫外-可见光分光光度计、原子力显微镜(AFM)和光学显微镜对薄膜进行表征,研究了预填充PS前后的溶胶-凝胶SiO2/ZrO2薄膜膜间渗透与激光辐照损伤。结果表明,单层SiO2填充PS后膜面均方根粗糙度由4.164 nm下降为1.983 nm,折射率由1.1474增加到1.358 3,在甲苯中浸泡15 min后可完全清除PS。PS填充后的SiO2/ZrO2双层膜清洗1 h后,可使填充了PS的SiO2层的平均折射率由1.36降为1.29(未填充区域为1.38),透光率峰值提高(1～2)%。利用Nd:YAG激光器(1.064μm,8.1 ns)对SiO2/ZrO2双层膜进行了损伤阈值的测试,结果表明经PS填充并清洗后损伤阈值降低了8 J/cm2,但两者损伤形貌均为熔融型。