多层介质膜脉冲压缩光栅激光损伤特性研究进展 被引量：2

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作者 邱志方 王敏辉 +1 位作者 蒲云体 马平 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第2期329-338,共10页

本文结合国内外研究情况,概括性介绍了用于啁啾脉冲放大系统中的多层介质膜脉冲压缩光栅的激光损伤特性研究进展,包括多层介质膜的损伤、表面浮雕结构的损伤,以及介质膜光栅损伤的影响因素。在关于介质膜光栅激光损伤的影响因素中又分... 本文结合国内外研究情况,概括性介绍了用于啁啾脉冲放大系统中的多层介质膜脉冲压缩光栅的激光损伤特性研究进展,包括多层介质膜的损伤、表面浮雕结构的损伤,以及介质膜光栅损伤的影响因素。在关于介质膜光栅激光损伤的影响因素中又分别介绍了槽型结构、制备工艺、激光参数、脉冲数量、热应力和杂质缺陷对其抗激光损伤阈值的影响。最后,从结构设计、制备工艺以及后期处理等方面,介绍了提高多层介质膜光栅抗激光损伤阈值的常用方法。 展开更多

关键词 多层介质膜脉冲压缩光栅 激光损伤 影响因素 损伤阈值

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退火温度对宽带脉冲压缩光栅载体金属/介质多层高反膜的影响 被引量：4

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作者 吴建波 晋云霞 +4 位作者 关贺元 孔钒宇 刘文文 刘世杰 易葵 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期1087-1092,共6页

分别以金(Au)作为金属层材料,氧化铪(HfO2)与氧化硅(SiO2)作为高低折射率层材料,利用物理气相沉积方法制备了用于宽带脉冲压缩光栅制作的金属/介质多层高反膜,研究了退火温度对其表面均方根粗糙度、反射率及抗化学清洗破坏能力的影响。... 分别以金(Au)作为金属层材料,氧化铪(HfO2)与氧化硅(SiO2)作为高低折射率层材料,利用物理气相沉积方法制备了用于宽带脉冲压缩光栅制作的金属/介质多层高反膜,研究了退火温度对其表面均方根粗糙度、反射率及抗化学清洗破坏能力的影响。实验结果表明:退火前后样品表面均方根粗糙度变化很小;提高退火温度能提高金属/介质多层膜的抗化学清洗破坏能力,但反射率会随之下降。250℃退火10 h后金属/介质多层膜不仅可以承受住化学清洗过程,而且反射率下降也比较小,可以作为金属/介质多层膜的最佳退火工艺。 展开更多

关键词 金属/介质多层膜 脉冲压缩光栅 退火 化学清洗 反射率

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提高多层介质膜脉宽压缩光栅阈值的清洗方法(英文) 被引量：6

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作者 陈上碧 盛斌 +5 位作者 邱克强 刘正坤 徐向东 刘颖 洪义麟 付绍军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第11期2631-2636,共6页

采用HPM溶液(盐酸、双氧水和去离子水的混合液)结合氧等离子体对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗研究。用X射线光电子能谱检测光栅表面的元素成分及其原子含量的变化。实验结果表明,氧等离子体处理能有效去除光栅表面残留光刻胶和碳氟... 采用HPM溶液(盐酸、双氧水和去离子水的混合液)结合氧等离子体对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗研究。用X射线光电子能谱检测光栅表面的元素成分及其原子含量的变化。实验结果表明,氧等离子体处理能有效去除光栅表面残留光刻胶和碳氟化合物;再经HPM溶液清洗,反应离子束刻蚀和氧等离子体处理过程产生的金属污染物被进一步去除。经过上述清洗工艺处理后,光栅一级衍射效率仍保持在95%以上,光栅表面激光诱导损伤阈值达到1.6J/cm2(1053nm,10ps)。实验结果说明了氧等离子体和HPM溶液相结合能有效清洗多层介质膜脉宽压缩光栅,并显著提高光栅损伤阈值。 展开更多

关键词 多层介质膜光栅 HPM溶液 激光诱导损伤阈值

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HfO_2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅的Piranha溶液清洗 被引量：4

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作者 陈上碧 盛斌 +5 位作者 邱克强 刘正坤 徐向东 刘颖 洪义麟 付绍军 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第8期2106-2110,共5页

为了提高HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅(PCG)的抗激光损伤性能,使用Piranha溶液(浓硫酸和双氧水的混合液)清洗PCG去除其制作工艺和使用过程中残留在表面的污染物,包括CHF3作为工作气体对HfO2进行反应离子束刻蚀生成的碳氟化合物及金... 为了提高HfO2顶层多层介质膜脉宽压缩光栅(PCG)的抗激光损伤性能,使用Piranha溶液(浓硫酸和双氧水的混合液)清洗PCG去除其制作工艺和使用过程中残留在表面的污染物,包括CHF3作为工作气体对HfO2进行反应离子束刻蚀生成的碳氟化合物及金属氟化物。对Piranha溶液的清洗温度、组成成分、清洗时间、清洗遍数等参数进行了系统研究,用扫描电子显微镜(SEM)观察清洗前后的PCG表面形貌,用X射线光电子能谱仪(XPS)检测清洗前后PCG表面的元素成分及其原子分数的变化,并分析了各残留污染物的去除机理。实验结果表明:Piranha溶液能有效去除PCG表面污染物,而且清洗温度越高,清洗遍数越多,对PCG表面残留污染物的去除效果越显著。在90℃下60min有效活性时间内,使用浓硫酸和双氧水体积比为2∶1的Piranha溶液清洗3遍以上,PCG表面残留的F元素的原子分数接近0.1%(XPS的分辨极限),达到良好的清洗效果。 展开更多

关键词 多层介质膜脉宽压缩光栅 污染物 Piranha溶液 扫描电子显微镜 X射线光电子能谱

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多层介质膜脉宽压缩光栅清洗方法研究 被引量：2

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作者 邹溪 晋云霞 +3 位作者 孔钒宇 王勇禄 张益彬 邵建达 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2019年第12期1285-1289,共5页

采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的... 采用SPM(Sulfuric-Peroxide Mixtures,98wt%H2SO4+30wt%H2O2)+兆声(方法1)和氧等离子体+HPM(Hydrochloric/Peroxide Mixture,37wt%HCl+30wt%H2O2+DIH2O)+兆声(方法2)两种清洗方法对多层介质膜脉宽压缩光栅进行清洗,并对清洗前后样品的表面元素含量、衍射效率、表面粗糙度、表面温升以及激光损伤阈值等参数进行测量以评估两种清洗方法清洗效果。在入射角70°,脉宽12 ns,s偏振,波长1064 nm的激光辐照下,经过清洗方法1清洗后的光栅样品单脉冲激光损伤阈值为7.55 J/cm2,而方法2清洗后的样品损伤阈值为5.32 J/cm2。另外,虽然经过方法2清洗后样品表面杂质含量更低,但是在衍射效率、表面粗糙度和表面温升都劣于经方法1清洗后的样品,进一步分析发现方法2中氧等离子体清洗过程引入的Fe元素影响了其样品损伤性能和温升性能。因此,SPM清洗方法可以作为多层介质膜脉宽压缩光栅提升抗激光损伤性能的优化清洗方案。 展开更多

关键词 多层介质膜 脉宽压缩光栅 氧等离子体 SPM HPM

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脉宽压缩光栅用多层膜制备和性能测试 被引量：8

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作者 孔伟金 沈健 +2 位作者 沈自才 邵建达 范正修 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期84-88,共5页

给出了以413nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,计算表明膜系H3L(H2L)^9H0.5L2.03H满足光栅膜的要求·最后给出了制备得到的样品光学特性测试,结果表明在使用波长和曝光波长处满足设计要求,其抗激光损伤阈... 给出了以413nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,计算表明膜系H3L(H2L)^9H0.5L2.03H满足光栅膜的要求·最后给出了制备得到的样品光学特性测试,结果表明在使用波长和曝光波长处满足设计要求,其抗激光损伤阈值在光正入射和51.2°入射时分别为14.14J/cm2和9.32J/cm2,膜系的应力表现为压应力· 展开更多

关键词 多层电介质光栅 膜系设 性能分析

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周期介质膜压缩光栅中的导模共振效应 被引量：1

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作者 杨春林 马平 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期785-789,共5页

使用耦合波法以及特征矩阵法计算了周期膜堆结构以及介质压缩光栅的本征值,研究了介质型压缩光栅产生导模共振现象的条件,并计算了导模共振点附近光栅的衍射效率曲线。针对导模共振效应对光栅应用的影响,提出了一种避开该效应的方法。... 使用耦合波法以及特征矩阵法计算了周期膜堆结构以及介质压缩光栅的本征值,研究了介质型压缩光栅产生导模共振现象的条件,并计算了导模共振点附近光栅的衍射效率曲线。针对导模共振效应对光栅应用的影响,提出了一种避开该效应的方法。计算结果表明:当介质折射率呈周期变化时,取光栅周期为0.667μm,深度为0.6μm时,可以避开导模共振效应。 展开更多

关键词 压缩光栅 导模共振 介质膜 光栅周期

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多层介质膜偏振无关光栅的研制 被引量：6

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作者 申碧瑶 曾理江 +1 位作者 李立峰 颜宏 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第11期73-74,共2页

介绍了一种应用于光纤激光光谱合束的高衍射效率多层介质膜偏振无关光栅的设计及制作,给出了设计参数、制作流程和最终制作的偏振无关光栅的测量结果,在1.044-1.084μm波长范围内,实验测得的TE偏振光、TM偏振光的平均衍射效率分别为89.7... 介绍了一种应用于光纤激光光谱合束的高衍射效率多层介质膜偏振无关光栅的设计及制作,给出了设计参数、制作流程和最终制作的偏振无关光栅的测量结果,在1.044-1.084μm波长范围内,实验测得的TE偏振光、TM偏振光的平均衍射效率分别为89.7%,93.8%。 展开更多

关键词 衍射光栅 偏振无关光栅 多层介质膜光栅 光谱合束

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多层介质膜光栅激光预处理(英文)

9

作者 高鹏鹏 晋云霞 +2 位作者 刘世杰 汪剑鹏 陈顺利 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第10期2589-2592,共4页

在N-on-1测试模式下研究了多层介质膜光栅的激光预处理效应。实验发现,激光预处理之后多层介质光栅膜的阈值能提高到处理前阈值的1.5～2.0倍。预处理机制可能是低能量密度激光辐照减少了光栅表面的污染物并降低了光栅表面的粗糙度。激... 在N-on-1测试模式下研究了多层介质膜光栅的激光预处理效应。实验发现,激光预处理之后多层介质光栅膜的阈值能提高到处理前阈值的1.5～2.0倍。预处理机制可能是低能量密度激光辐照减少了光栅表面的污染物并降低了光栅表面的粗糙度。激光预处理可以作为优化光栅结构、酸洗等一系列提高多层介质膜光栅阈值方法的一个补充。 展开更多

关键词 激光诱导损伤 多层介质膜光栅 激光预处理 抗激光损伤性 精密结构

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介质膜光栅槽形无损检测方法的研究 被引量：4

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作者 陈新荣 耿康 吴建宏 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2005年第4期423-425,共3页

为了从理论上探究介质膜基底光刻胶光栅掩模槽形的检测方法,对此种光栅掩模建立了以C方法为理论基础的衍射效率理论计算的数学模型,并将从实际光栅掩模的SEM照片得出的光栅槽形参数带入到该模型中,得到了一系列-1级衍射光的光谱分布曲线... 为了从理论上探究介质膜基底光刻胶光栅掩模槽形的检测方法,对此种光栅掩模建立了以C方法为理论基础的衍射效率理论计算的数学模型,并将从实际光栅掩模的SEM照片得出的光栅槽形参数带入到该模型中,得到了一系列-1级衍射光的光谱分布曲线,这些曲线的变化趋势与一定光栅槽形相对应,提出了通过测量衍射光的光谱分布曲线判断光栅槽形的无损检测方法。分析表明,该方法在光栅槽形的检测过程中,可以较为有效地判断光刻胶是否到底,而这一点在掩模的制作工艺中至关重要。 展开更多

关键词 光栅 多层介质膜 脉冲压缩 C方法

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高抗激光损伤阈值光栅后处理抛光技术研究 被引量：1

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作者 洪小兰 姜晨 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第14期2071-2079,共9页

脉冲压缩光栅是实现高能量激光的核心光学元器件,其制造过程中产生的表面污染物和微结构缺陷成为限制高功率激光系统发展的技术瓶颈,为了提升光栅的激光诱导损伤阈值,提出利用磁性复合流体进行脉冲压缩光栅(PCG)后处理抛光研究。对抛光... 脉冲压缩光栅是实现高能量激光的核心光学元器件,其制造过程中产生的表面污染物和微结构缺陷成为限制高功率激光系统发展的技术瓶颈,为了提升光栅的激光诱导损伤阈值,提出利用磁性复合流体进行脉冲压缩光栅(PCG)后处理抛光研究。对抛光前后光栅样品的微观结构,表面形貌、表面粗糙度、衍射效率和激光诱导损伤阈值等参数进行测量,进行抛光前后光栅表面质量和光栅性能的评估。研究发现,磁性复合流体抛光能够在不破坏实际光栅结构的前提下抑制加工过程产生的毛刺,微结构缺陷等;经3 min抛光后,光栅顶部表面粗糙度从21.36 nm下降到3.73 nm;激光诱导损伤阈值从2.8 J/cm^(2)提高到3.8 J/cm^(2),抗激光损伤性能提升35.7%,且不影响衍射效率。实验结果表明:磁性复合流体抛光是一种可以提高光栅元件表面质量,提升光栅元件光学性能的有效方法。 展开更多

关键词 脉冲压缩光栅 多层介质膜光栅 磁性复合流体 激光诱导损伤阈值 表面形貌

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薄膜光学理论与膜系设计

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《中国光学》 CAS 2004年第4期63-67,共5页

设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(A12O:)/低折射率(MgF:)材料所组成。在低折射率材料中插人金属层(AD对膜系进行优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系。实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样AI... 设计了一维金属/介质多层膜系,膜系由几个周期的高折射率(A12O:)/低折射率(MgF:)材料所组成。在低折射率材料中插人金属层(AD对膜系进行优化,利用电子束蒸发方法制备了该膜系。实验表明,不仅Al层的总厚度直接影响透射谱的形状,在同样AI层总厚度情况下。 展开更多

关键词 纳米薄膜 介质多层膜 制备 多层膜光栅 类金刚石膜 光致发光 规整膜系 低折射率 退火温度 电子束蒸发

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光纤激光共孔径光谱合成实现5kW高效优质输出 被引量：19

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作者 马毅 颜宏 +15 位作者 田飞 孙殷宏 赵磊 王树峰 谢庚承 李腾龙 王小军 梁小宝 王岩山 冉欢欢 彭万敬 柯伟伟 冯昱骏 唐淳 张凯 高清松 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第4期1-3,共3页

采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光... 采用多层介质膜衍射光栅实现多路高功率光纤激光共孔径光谱合成有望成为光纤激光同时实现高功率、高效率和高光束质量的最具发展潜力的技术途径。搭建了一套基于双光栅色散补偿设计的5kW共孔径光谱合成系统。采用国产多层介质膜衍射光栅实现了5路kW级窄谱子束激光的高效优质共孔径光谱合成,最大输出功率达5.07kW,光束质量因子(M2)小于3,合成效率达到91.2%。初步研究表明:多层介质膜衍射光栅在较高功率水平、较宽光谱范围内均能保持较高衍射效率,是实现高功率光纤激光高效率光谱合成的重要器件;参与合成的子束自身的光束质量水平和线宽是影响合成输出光束质量的重要因素,光谱合成系统的输出功率主要受限于窄谱子束的输出功率和合成路数,增加窄谱子束的功率或合成路数均可进一步提升系统的输出功率。 展开更多

关键词 光纤激光 多层介质膜光栅 共孔径 光谱合成

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大尺寸衍射光学元件的扫描离子束刻蚀 被引量：7

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作者 邱克强 周小为 +5 位作者 刘颖 徐向东 刘正坤 盛斌 洪义麟 付绍军 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第8期1676-1683,共8页

总结了大尺寸衍射光学元件离子束刻蚀技术的研究进展。针对自行研制的KZ-400离子束刻蚀装置,提出了组合石墨束阑结构和多位置分步刻蚀策略来提高离子束刻蚀深度的均匀性,目前在450mm尺寸内的刻蚀深度均匀性最高可达±1%。建立了针... 总结了大尺寸衍射光学元件离子束刻蚀技术的研究进展。针对自行研制的KZ-400离子束刻蚀装置,提出了组合石墨束阑结构和多位置分步刻蚀策略来提高离子束刻蚀深度的均匀性,目前在450mm尺寸内的刻蚀深度均匀性最高可达±1%。建立了针对多层介质膜光栅的衍射强度一维空间分布在线检测系统以及用于透射衍射光学元件离子束刻蚀深度的等厚干涉在线检测系统,实现了对大尺寸衍射光学元件离子束刻蚀终点的定量、科学控制,提高了元件离子束刻蚀工艺的成功率。利用上述技术,成功研制出一系列尺寸的多层介质膜光栅、光束采样光栅、色分离光栅以及同步辐射光栅等多种衍射光学元件。 展开更多

关键词 衍射光学元件 离子束刻蚀 刻蚀深度 在线检测 多层介质膜光栅

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光纤激光器光谱合束技术综述 被引量：6

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作者 张大勇 郝金坪 +2 位作者 朱辰 张昆 张利明 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2016年第5期517-521,共5页

对实现高功率、高光束质量输出的光纤激光器光谱合束技术进行了综述。针对体布拉格光栅合束和多层介质膜光栅合束两种技术方案进行介绍,从合束原理、高功率窄线宽光纤激光器单元、光栅器件以及合束方案等方面进行分析。同时,针对近年来... 对实现高功率、高光束质量输出的光纤激光器光谱合束技术进行了综述。针对体布拉格光栅合束和多层介质膜光栅合束两种技术方案进行介绍,从合束原理、高功率窄线宽光纤激光器单元、光栅器件以及合束方案等方面进行分析。同时,针对近年来国内外在光纤激光光谱合束技术领域的发展也进行了归纳性的介绍。 展开更多

关键词 光纤激光器 光谱合束 体布拉格光栅 多层介质膜光栅

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