气氛环境对真空窗口紫外激光诱导损伤阈值的影响机制

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作者 柴向旭 王冠中 +6 位作者 田晓琳 王礼权 田野 敬域堃 曾发 周松 陈远斌 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第12期14-19,共6页

基于氟橡胶圈密封测试了熔石英真空窗口在351 nm激光辐照下的激光诱导损伤阈值(LIDT),实验发现真空窗口和氟橡胶圈紧密接触后LIDT下降约50%,氟橡胶圈经多次挤压后,其对真空窗口LIDT的影响显著减弱,在此基础上对比了大气、10^(3) Pa和10^... 基于氟橡胶圈密封测试了熔石英真空窗口在351 nm激光辐照下的激光诱导损伤阈值(LIDT),实验发现真空窗口和氟橡胶圈紧密接触后LIDT下降约50%,氟橡胶圈经多次挤压后,其对真空窗口LIDT的影响显著减弱,在此基础上对比了大气、10^(3) Pa和10^(−2)~10^(−1) Pa下真空窗口的LIDT,结果显示随着气压降低真空窗口LIDT显著下降且气压再次升高后其LIDT未有提升。基于铟丝密封对比测试了真空窗口在不同气压下的LIDT,结果未发现气体含量差异对真空窗口LIDT的影响。对比两种密封材料测试结果,认为真空窗口LIDT下降是由氟橡胶圈污染引起,且低气压下有机物释放加剧。 展开更多

关键词 气氛环境 真空窗口 激光诱导损伤阈值 有机污染 351 nm

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VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜的激光诱导损伤特性研究

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作者 韩笋 李艳 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第10期1738-1744,共7页

本文采用溶胶-凝胶法制备了VO_(2)和VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计对薄膜的相结构和透过率进行了表征。结果表明,制备的VO_(2)为单斜相(B),VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜的XRD图谱和VO_(2)类似,薄膜在450... 本文采用溶胶-凝胶法制备了VO_(2)和VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜,并用X射线衍射仪(XRD)和紫外-可见分光光度计对薄膜的相结构和透过率进行了表征。结果表明,制备的VO_(2)为单斜相(B),VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜的XRD图谱和VO_(2)类似,薄膜在450~800 nm的光学透过率达到了90%以上。激光诱导损伤阈值(LIDT)测试结果显示,VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜的LIDT为3.9 J/cm^(2),相比VO_(2)薄膜提高了77.3%。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)和台阶仪研究了VO_(2)薄膜和VO_(2)-SiO_(2)复合薄膜的损伤形貌差异,VO_(2)薄膜呈现出熔融型损伤,VO_(2)-SiO_(2)薄膜则呈现出熔融型损伤和应力型损伤的共同特征。此外,构建了不同薄膜的激光诱导损伤模型,揭示了相关损伤特性和内在机制。 展开更多

关键词 VO_(2) SiO_(2) 溶胶-凝胶法 光学透过率 激光诱导损伤阈值 损伤特性

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酸蚀深度对熔石英三倍频激光损伤阈值的影响 被引量：16

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作者 徐世珍 吕海兵 +4 位作者 田东斌 蒋晓东 袁晓东 祖小涛 郑万国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第5期760-764,共5页

采用干涉仪和台阶仪测试蚀刻深度随时间的变化,结合材料去除速率测量,研究了HF酸蚀液对熔石英表面蚀刻的影响。测试了蚀刻后损伤阈值和表面粗糙度的变化。研究表明,熔石英表面重沉积层厚度约16 nm,亚表面缺陷层大于106 nm;重沉积层去除... 采用干涉仪和台阶仪测试蚀刻深度随时间的变化,结合材料去除速率测量,研究了HF酸蚀液对熔石英表面蚀刻的影响。测试了蚀刻后损伤阈值和表面粗糙度的变化。研究表明,熔石英表面重沉积层厚度约16 nm,亚表面缺陷层大于106 nm;重沉积层去除后损伤阈值增大,随亚表面缺陷层暴露其阈值先降低后又增加,最后趋于稳定;然而,随蚀刻时间的增加,其表面粗糙度增大。分析表明,蚀刻到200 nm能有效地提高熔石英的低损伤阈值,有利于降低初始损伤点数量和提高熔石英表面的机械强度。 展开更多

关键词 ND:YAG激光 熔石英 化学腐蚀 亚表面缺陷 激光诱导损伤阈值

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脉冲压缩光栅的激光损伤机理及阈值提升技术研究进展 被引量：1

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作者 白清顺 孙浩 +2 位作者 李玉海 张鹏 杜云龙 《强激光与粒子束》 CAS CSCD 北大核心 2022年第8期3-15,共13页

总结了激光辐射条件下脉冲压缩光栅的激光诱导损伤机理,探究了表面形貌、加工方式、结构缺陷以及表面污染等因素对光栅损伤造成的影响,从微观损伤机理的角度阐释了产生损伤的内在原因。在脉冲压缩光栅的激光预处理、加工工艺及表面污染... 总结了激光辐射条件下脉冲压缩光栅的激光诱导损伤机理,探究了表面形貌、加工方式、结构缺陷以及表面污染等因素对光栅损伤造成的影响,从微观损伤机理的角度阐释了产生损伤的内在原因。在脉冲压缩光栅的激光预处理、加工工艺及表面污染物的去除等方面,分析了实现光栅损伤阈值提升的内在因素,给出了提升光栅损伤阈值的技术措施。根据影响光栅损伤阈值的因素,提出在光栅运行过程中采用多种措施组合的方式来提升光栅的激光诱导损伤阈值。脉冲压缩光栅激光损伤机理和阈值的研究对脉冲压缩光栅系统的稳定运行具有实践意义,为激光装置高能量密度的输出奠定基础。最后,提出了光栅激光诱导损伤研究的科学与技术问题,为脉冲压缩光栅激光诱导损伤阈值的提升提供新的思路,服务于重大科学装置和重要技术领域的发展。 展开更多

关键词 脉冲压缩光栅 激光诱导损伤阈值 损伤机理 阈值提升 污染物

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色分离光栅激光诱导损伤特性实验研究 被引量：1

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作者 张问辉 段利华 +2 位作者 胡建平 陈建国 周礼书 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2005年第2期15-17,共3页

对色分离光栅(CSG)在10 64nmNd YAG激光辐照下的损伤特性进行了实验研究。研究表明,湿法刻蚀CSG的损伤阈值比干法刻蚀的高,刻蚀面的损伤阈值比非刻蚀面的损伤阈值大,激光入射表面选择影响光栅面和非光栅面的损伤阈值,从非光栅面入射,这... 对色分离光栅(CSG)在10 64nmNd YAG激光辐照下的损伤特性进行了实验研究。研究表明,湿法刻蚀CSG的损伤阈值比干法刻蚀的高,刻蚀面的损伤阈值比非刻蚀面的损伤阈值大,激光入射表面选择影响光栅面和非光栅面的损伤阈值,从非光栅面入射,这两个面的损伤阈值都比从光栅面入射的高。 展开更多

关键词 激光诱导损伤阈值 色分离光栅

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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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图像处理在双波长激光诱导熔石英损伤增长中的应用 被引量：1

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作者 李翠 史晋芳 +3 位作者 邱荣 叶成 郭德成 蒋勇 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第8期20-25,共6页

利用图像处理方法对比研究了单波长辐照和双波长激光同时辐照下熔石英光学元件的损伤增长阈值。通过实时采集损伤图像和靶面光斑能量空间分布,获取损伤增长发生位置对应的能量密度。针对3ω单独辐照、3ω和1ω同时辐照下熔石英元件损伤... 利用图像处理方法对比研究了单波长辐照和双波长激光同时辐照下熔石英光学元件的损伤增长阈值。通过实时采集损伤图像和靶面光斑能量空间分布,获取损伤增长发生位置对应的能量密度。针对3ω单独辐照、3ω和1ω同时辐照下熔石英元件损伤增长的实验数据,比较分析了基于图像处理方法和传统损伤增长阈值R-on-1测量方法(国标)所得结果的差异。结果表明:本文采用的图像处理方法在研究小口径非均匀光斑辐照下的熔石英光学元件损伤增长阈值时,能解决传统损伤阈值测试中将能量密度分布非均匀光斑等效为均匀分布的平顶光斑带来的计算误差问题,有助于降低损伤(增长)阈值测量中的光斑口径效应。 展开更多

关键词 激光诱导损伤增长阈值 熔石英 双波长 小口径非均匀光斑 图像处理

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熔石英表面铜膜污染物诱导损伤实验研究 被引量：7

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作者 苗心向 袁晓东 +3 位作者 王海军 吕海兵 王成程 郑万国 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期1483-1486,共4页

在熔石英元件表面溅射一层厚度小于10 nm的金属铜膜污染物,并测试元件的透过率。测试355 nm熔石英元件的激光损伤阈值,并用光学显微镜观测损伤形态。实验结果表明:污染后的熔石英元件的损伤阈值降低20%左右,元件表面的金属污染物薄膜经... 在熔石英元件表面溅射一层厚度小于10 nm的金属铜膜污染物,并测试元件的透过率。测试355 nm熔石英元件的激光损伤阈值,并用光学显微镜观测损伤形态。实验结果表明:污染后的熔石英元件的损伤阈值降低20%左右,元件表面的金属污染物薄膜经强激光辐照,在熔石英表面形成很多坑状微损伤,分布不均的热应力导致表面起伏,并有明显的烧蚀现象,导致基底损伤阈值下降。建立的光吸收和热沉积传输模型初步解释污染物膜层导致熔石英元件损伤的机理。 展开更多

关键词 熔石英 污染物 铜膜 表面损伤 损伤形貌 激光诱导损伤阈值

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单脉冲和多脉冲飞秒激光对单层光学薄膜的损伤 被引量：4

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作者 袁磊 赵元安 +2 位作者 贺洪波 邵建达 范正修 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期595-598,共4页

利用掺钛的蓝宝石飞秒激光系统输出的单脉冲和多脉冲飞秒激光(中心波长800 nm,脉宽50fs,靶面聚焦直径40μm),分别对BK7玻璃基底上厚约500 nm的单层HfO2和单层ZrO2薄膜进行辐照,得到了这两种薄膜在1-on-1和1 000-on-1测试方法下的激光... 利用掺钛的蓝宝石飞秒激光系统输出的单脉冲和多脉冲飞秒激光(中心波长800 nm,脉宽50fs,靶面聚焦直径40μm),分别对BK7玻璃基底上厚约500 nm的单层HfO2和单层ZrO2薄膜进行辐照,得到了这两种薄膜在1-on-1和1 000-on-1测试方法下的激光损伤阈值。实验发现,两种方法下HfO2单层膜的阈值均比ZrO2单层膜的阈值高。从简化的Keldysh多光子离化理论出发,认为HfO2薄膜材料的带比ZrO2的宽是导致上述结果的主要原因。同时,同一种薄膜的多脉冲下的阈值比单脉冲下的低,原因是多脉冲下,飞秒激光对光学薄膜的损伤存在累积效应。 展开更多

关键词 飞秒激光 激光诱导损伤阈值 单脉冲 多脉冲 光学薄膜 多光子离化

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Ge-As-Se-Te硫系玻璃的飞秒激光损伤特性 被引量：2

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作者 周伟杰 马文强 +5 位作者 李娆 褚珞耀 宋宝安 戴世勋 徐铁峰 张培晴 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第4期251-258,共8页

Ge-As-Se-Te(GAST)硫族化物玻璃拥有超过20μm的超宽透射范围,是一种可应用于中红外(MIR)和远红外(FIR)波段的优良光学材料。通过熔融淬火法制备了Ge_(x)As_(40−x)Se_(40)Te_(20)(x=0、10、20、30、40 mol%)系列硫系玻璃,采用不同波长(8... Ge-As-Se-Te(GAST)硫族化物玻璃拥有超过20μm的超宽透射范围,是一种可应用于中红外(MIR)和远红外(FIR)波段的优良光学材料。通过熔融淬火法制备了Ge_(x)As_(40−x)Se_(40)Te_(20)(x=0、10、20、30、40 mol%)系列硫系玻璃,采用不同波长(800 nm,3μm和4μm)、功率和重复频率的飞秒激光辐照硫系玻璃,利用扫描电子显微镜(SEM)和拉曼光谱等手段研究了GAST的激光损伤特性。研究结果发现,Ge_(x)As_(40-x)Se_(40)Te_(20)玻璃的激光诱导损伤阈值(LIDT)随着样品中Ge含量的增加而增加,在800 nm下Ge_(30)As_(10)Se4_(0)Te_(20)玻璃的LIDT达到最高40.16 mJ/cm^(2)。随着飞秒激光波长增加,系列玻璃的LIDT也逐步增加,Ge_(30)As_(10)Se_(40)Te_(20)在4μm激光辐照下LIDT达到81.09 mJ/cm^(2)。此外,研究结果表明样品LIDT随着激光的脉冲辐照数量和重复率的增加将逐渐减小。 展开更多

关键词 硫系玻璃 飞秒激光 激光诱导损伤阈值

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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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