提高光学薄膜激光损伤阈值的途径

光学薄膜是激光系统中非常重要而又非常薄弱的元件,其激光损伤问题一直是限制激光系统向高功率、大能量方向发展的＂瓶颈＂之一。简要介绍了提高光学薄膜的激光损伤阈值的方法,如激光预处理、加镀保护膜层、缓冲层、驻波场、温度场设计、离子后处理等。     

光电探测器的激光损伤阈值的测量及测量误差分析

探讨了光电探测器的激光损伤的判别,并对光电探测器的激光损伤阈值的测量设计了相应的实验测量方案,采用该实验方案测量光电探测器的激光损伤阈值,其准确性将大大提高,同时定性分析了激光损伤阈值测量误差产生的原因。     

HfO2高激光损伤阈值薄膜的制备及特性研究

采用水热合成技术,制备了HfO2胶体,用旋涂法镀制了单层HfO2介质膜.采用XRD,椭偏仪,红外光谱(FTIR)等方法对薄膜进行了测试和表征,用输出波长为1 064 nm,脉宽为10 ns的电光调Q激光系统产生的强激光测试其激光损伤阈值.研究了热处理温度对薄膜厚度、折射率、红外光谱、晶态以及激光损伤阈值的影响,并对薄膜的激光损伤形貌进行了分析.研究结果表明HfO2薄膜的折射率可达到1.655;采用150 ℃左右的温度对薄膜进行热处理可以提高薄膜的激光损伤阈值,此时薄膜的激光损伤阈值高达42.32 J/cm2(1 064 nm,10 ns),大大高于物理法制备的HfO2薄膜的激光损伤阈值(8.6 J/cm2,1 064 nm,12 ns).     

激光穿透液晶掩膜的透光机理及损伤阈值

构建了激光穿透液晶的液晶损伤阈值的检测系统,并设计了两套检测方案。对激光穿透液晶时液晶掩膜的透光机理、内部液晶分子的变化过程以及激光穿透液晶的阈值进行了研究。结果表明:液晶掩膜对激光空间的能量分布能够起到很好的调节作用,激光经过液晶掩膜的透射率实际上是由入射激光的偏振方向决定的;Nd:glass激光冲击液晶的激光能量密度阈值为1.27～1.42J/cm2,超出该阈值,液晶会被激光冲击损坏。     

1μm激光对光学薄膜的损伤

本文采用不同的高折射率薄膜材料,分别镀制了增透模和高反模,送往三个不同的实验室,在不同条件下进行了1μm的损伤阈值测试,对薄膜的弱吸收也进行了测试,并比较了膜系结构、薄膜材料、吸收和薄膜缺陷密度对其激光损伤阈值的影响。     

相变对ZrO2／SiO2多层膜激光损伤阈值的影响

摘要：用电子束蒸发法制备出ZrO2／SiO2和YSZ／SiO2多层膜,分别测定了薄膜结构特性和激光损伤阈值. 实验结果表明：Y2O3稳定的ZrO2镀膜材料在电子束蒸发过程中不会发生相变,而未稳定的ZrO2则必然发生相变产生喷溅,使缺陷增加,从而使损伤阈值降低. 通过分析认为相变引起的缺陷是YSZ／SiO2和ZrO2／SiO2高反膜损伤阈值差别的主要原因.     

抗激光损伤薄膜的研究

针对工作波长为532nm和1064nm的Nd:YAG倍频激光器,以防护人眼为目的,设计并优化倍频膜系,选用Ta2O5和S iO2作为镀膜材料,采用等离子体辅助蒸发系统制备波长532nm和1064nm处同时高反射的抗激光损伤薄膜。从设计和制备两方面研究提高抗激光损伤阈值的方法,并给出最终设计曲线及实测曲线。     

短脉冲激光辐照下熔融石英薄膜的损伤机理

激光诱导薄膜损伤过程中,崩离化(AI)和多光子离化(MPI)的性质和作用到目前仍然存在争议.基于STUART等人的电子密度演化方程.运用数值模拟方法,研究了脉宽为τ∈[0.01,5]ps范围内单脉冲激光作用下熔融石英薄膜中电子密度演化过程;讨论了初始电子密度、激光脉冲宽度对阈值功率密度和阈值能量的影响;分析了初始电子密度、激光脉冲宽度对多光子离化及雪崩离化的影响.研究结果表明,在所研究的脉宽范围内,对于熔融石英光学薄膜、飞秒激光诱导损伤以雪崩离化为主导,多光子离化的影响随着脉宽的降低而增强,雪崩离化所需种子电子主要来源于多光子离化.     

激光诱导薄膜损伤的光偏转特性研究

为了提高测定光学薄膜的损伤阈值的准确性.文中基于光偏转法识别薄膜损伤的模型,搭建了反射式光偏转实验测试系统,采用1-on-1法对SiO2薄膜进行了损伤测试.研究结果表明:像元尺寸为4μm×4μm,光斑接收屏到辐照点的距离为3 264.6mm,SiO2薄膜辐照点的最小斜率变化量为1.23×10-6.当泵浦光束能量密度小于等于SiO2薄膜的损伤阈值15J·cm-2时,探测光斑的光强分布发生变化;当泵浦光能量密度大于薄膜损伤阈值15J·cm-2时,探测光斑大小和样子发生改变.     

ZrO2薄膜的X射线光电子能谱分析

用X射线光电子能谱 (XPS)对自制ZrO2 薄膜进行了成分分析 .结果发现 ,在基片有负偏压的条件下 ,薄膜发生了氧缺位现象 ,退火处理可以补偿氧缺位 .在膜表面存在一个Y的偏聚层 .分析和讨论了这些现象产生的原因     

强激光辐照对无氢DLC膜光学特性的影响

为了探索类金刚石薄膜激光损伤的原因,研究了在激光作用下类金刚石薄膜的光学性能和结构的变化.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)在Si基底上制备了无氢类金刚石薄膜(Diamond-Like Carbon,DLC).利用激光损伤测试系统对无氢DLC薄膜进行激光辐照,激光波长为1064 nm,脉宽为10 ns.对辐照前后进行了透过率、激光损伤阈值(Laser-Induced Damage Threshold,LIDT)及拉曼光谱测试.研究结果表明:当激光辐照能量密度从0升高至0.93 J/cm2时,透过率峰值从67.06％降至58.27％;当激光能量密度一定,脉冲次数从0增加至3时,透过率峰值从67.06％降至57.65％,LIDT从0.94降至0.50 J/cm2,通过对Raman光谱进行分析认为辐照过程中sp3向sp2的转变是导致透过率和LIDT降低的重要原因.     

宽带送粉激光熔覆ZrO_2/Ni60A复合涂层组织及硬度分析

在304不锈钢外圆表面使用激光熔覆镍基氧化锆金属陶瓷粉末,对激光工艺参数进行优化,制备工艺性能良好的熔覆层.研究了激光工艺参数对熔覆层宏观形貌、显微组织和硬度分布的影响.结果表明：激光功率为1.5 kW时为佳;随扫描速度增大,熔覆层的组织有细化的趋势;通过优化扫描速度,可得到显微硬度值较高,且沿熔覆层表面的垂直方向的硬度分布变化不大的熔覆涂层.     

808nm激光对可见光面阵CCD的干扰损伤研究

介绍了CCD光电探测器工作的基本原理及激光对CCD的干扰损伤机理.用波长为808nm的连续激光辐照CCD器件,实验中由图像采集卡采集得到相机的视频输出,同时用示波器检测CCD输出信号和垂直输出时钟信号,首次得到了808nm激光致使该种器件产生的热熔融阈值、光学击穿阈值、直接破坏阈值和致使整个器件失效的激光能量网值等有关结果.     

红光Nd:YAG激光器用光学薄膜的研制

从产生660nm红光Nd:YAG激光器制作机理出发,分析了其使用的几种光学薄膜,采用光学薄膜理论的矢量合成方法.利用计算机膜系设计软件优化.并经过适当修正后得到便于控制的短波通膜系、二倍频高反射膜系,选择适当的薄膜材料和工艺参数,制备出与理论计算结果相吻合的几种光学薄膜,满足技术指标要求.     

提高激光告警系统角分辨率的方法

阐述了原有的光纤时间延迟编码激光告警系统中使用的方位角判别方法，并分析了其不能够从根本上提高角分辨率的关键原因，提出采用一种通过改进光纤前端透镜耦合的方式来大幅度提高系统角分辨率的新方法，结果表明该新激光探测头的设计方式可使系统的角分辨率提高一个数量级．     

提高激光告警系统角分辨率的方法

阐述了原有的光纤时间延迟编码激光告警系统中使用的方位角判别方法,并分析了其不能够从根本上提高角分辨率的关键原因,提出采用一种通过改进光纤前端透镜耦合的方式来大幅度提高系统角分辨率的新方法,结果表明该新激光探测头的设计方式可使系统的角分辨率提高一个数量级.