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激光薄膜的设计与制备 被引量:5
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作者 徐均琪 郭芳 +1 位作者 苏俊宏 邹逢 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期75-78,99,共5页
目的研究激光薄膜的膜系结构及提高激光损伤阈值的制备工艺。方法基于场强优化分布,设计Si基底上3~5μm增透、1064nm截止的激光薄膜,对镀后的薄膜进行激光辐照处理和真空退火处理,分析薄膜的相关性能。结果薄膜内部不同的场强分布... 目的研究激光薄膜的膜系结构及提高激光损伤阈值的制备工艺。方法基于场强优化分布,设计Si基底上3~5μm增透、1064nm截止的激光薄膜,对镀后的薄膜进行激光辐照处理和真空退火处理,分析薄膜的相关性能。结果薄膜内部不同的场强分布会对其激光损伤特性产生不同的影响。在满足光学性能的情况下.采用适当的膜系结构,使膜层/膜层界面处的电场强度降低,或者使最大电场强度存在于激光损伤阈值较高的材料中.可有效提高整个膜系的激光损伤阈值。采用激光辐照处理和真空退火处理,也可以提高薄膜的激光损伤阈值。结论经过优化设计、激光辐照和真空退火处理,最终可使Si基底上红外减反薄膜的激光损伤阈值提高到6.2J/cm^2。 展开更多
关键词 薄膜 激光损伤阈值 优化 退火
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光学元件改性处理对激光损伤阈值的影响 被引量:5
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作者 袁志刚 李亚国 +3 位作者 陈贤华 徐曦 赵世杰 周炼 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2956-2961,共6页
针对355nm激光作用于熔石英光学元件后其损伤阈值容易变差的问题,提出使用1.7%纯HF溶液和0.4%HF与1.2%NH4F混合的BOE溶液对样品进行处理来提高它们的激光诱导损伤阈值(LIDT)。在相同的条件下将熔石英光学元件浸没到上述两种不同的刻蚀... 针对355nm激光作用于熔石英光学元件后其损伤阈值容易变差的问题,提出使用1.7%纯HF溶液和0.4%HF与1.2%NH4F混合的BOE溶液对样品进行处理来提高它们的激光诱导损伤阈值(LIDT)。在相同的条件下将熔石英光学元件浸没到上述两种不同的刻蚀溶液中进行处理,通过测量刻蚀过程中元件重量变化来计算刻蚀速率,利用Zygo轮廓仪测试元件表面粗糙度,然后对355nm激光照射下熔石英元件的损伤阈值情况进行研究。损伤测试表明,LIDT与元件的材料去除深度有关系,用两种刻蚀液刻蚀去除一定深度后,LIDT均有增加,但是进一步去除会显著地降低元件的LIDT。在处理过程中,这两种刻蚀液的去除速率都很稳定,分别为85.9nm/min和58.6nm/min左右。另外,元件表面的粗糙度会随着刻蚀时间的增加而变大。在刻蚀过程中还通过纳米技术测量了熔石英元件表面的硬度及杨氏系数,不过没有证据表明其与激光诱导损伤有明确的关系。 展开更多
关键词 熔石英 光学元件 激光损伤阈值 化学改性 刻蚀速率 表面粗糙度 机械特性
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阶段离子束辅助法制备基频减反膜 被引量:3
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作者 张大伟 黄元申 +2 位作者 贺洪波 邵建达 范正修 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第10期1463-1468,共6页
在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值... 在研究阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质影响的基础上,采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜,采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅助沉积制备了基频减反膜。测量了所有样品的弱吸收、残余应力和激光损伤阈值。结果发现,相对电子枪热蒸发制备的样品,离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、低的激光损伤阈值,且张应力减小,压应力增加;阶段离子束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小,弱吸收稍微增加,激光损伤阈值从10.91 J/cm2增加到18 J/cm2。分析表明,离子束辅助沉积在引入提高样品激光损伤阈值有利因素的同时,也引入了不利因素,阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时,有效减少了不利因素的引入,从而提高了样品的激光损伤阈值。 展开更多
关键词 离子束辅助沉积 激光损伤阈值 减反膜 弱吸收 应力
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磁流变抛光对熔石英激光损伤特性的影响 被引量:9
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作者 石峰 万稳 +1 位作者 戴一帆 彭小强 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2931-2937,共7页
为进一步提升熔石英元件的激光损伤阈值,研究了氢氟酸(HF)动态酸刻蚀条件下磁流变抛光工艺对熔石英元件激光损伤特性的影响规律。首先,采用不同工艺制备熔石英元件,测量它们的表面粗糙度。然后,采用飞行时间-二次离子质谱法(OF-SIMS)检... 为进一步提升熔石英元件的激光损伤阈值,研究了氢氟酸(HF)动态酸刻蚀条件下磁流变抛光工艺对熔石英元件激光损伤特性的影响规律。首先,采用不同工艺制备熔石英元件,测量它们的表面粗糙度。然后,采用飞行时间-二次离子质谱法(OF-SIMS)检测磁流变加工前后熔石英元件中金属杂质元素的含量和深度;采用1-on-1方法测试激光损伤阈值,观测损伤形貌,并对损伤坑的形态进行统计。最后,分析了磁流变抛光工艺提升熔石英损伤阈值的原因。与未经磁流变处理的熔石英元件进行了对比,结果显示:磁流变抛光使熔石英元件的零概率激光损伤阈值提升了23.3%,金属杂质元素含量也显著降低,尤其是对熔石英激光损伤特性有重要影响的Ce元素被完全消除。得到的结果表明,磁流变抛光工艺能够被用作HF酸动态酸刻蚀的前道处理工艺。 展开更多
关键词 磁流变抛光 熔石英 光学元件 氢氟酸(HF)动态刻蚀 激光损伤阈值
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中红外高激光破坏阈值薄膜的研究 被引量:7
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作者 金涛 江绍基 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2007年第5期680-683,共4页
针对中红外波段(尤其是2.94μm波长),选择合适的薄膜材料并结合适当的制备工艺参数,优化制备出了几种高破坏阈值2.94μm激光腔镜。使用了1.06μm和2.94μm两种波长的激光对样品进行了破坏阈值实验。通过实验结果进行对比,总结出该波段... 针对中红外波段(尤其是2.94μm波长),选择合适的薄膜材料并结合适当的制备工艺参数,优化制备出了几种高破坏阈值2.94μm激光腔镜。使用了1.06μm和2.94μm两种波长的激光对样品进行了破坏阈值实验。通过实验结果进行对比,总结出该波段高破坏阈值光学薄膜的一些独特性质以及镀制要求,得出一套有效地镀制高激光破坏阈值中红外薄膜的方案。所镀腔镜经过自制的自由震荡式长脉宽2.94μm Er:YAG激光器的使用检验,满足使用要求。 展开更多
关键词 中红外 薄膜 破坏阈值 ER:YAG
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激光辐照下金纳米缺陷诱导光学玻璃损伤特性 被引量:2
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作者 蒲云体 王刚 +2 位作者 乔曌 胡江川 马平 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第11期3229-3233,共5页
采用离子束溅射的方式,在K9玻璃基片表面引入金纳米杂质缺陷,通过原子力显微镜(AFM)测得金纳米尺寸直径在50~100 nm之间。采用不同能量密度的激光对样品进行点阵式的单脉冲辐照(1-on-1)并且对损伤阈值及典型损伤形貌进行了实验及理论分... 采用离子束溅射的方式,在K9玻璃基片表面引入金纳米杂质缺陷,通过原子力显微镜(AFM)测得金纳米尺寸直径在50~100 nm之间。采用不同能量密度的激光对样品进行点阵式的单脉冲辐照(1-on-1)并且对损伤阈值及典型损伤形貌进行了实验及理论分析。损伤阈值采用零几率处的损伤密度。结果表明:引入金纳米杂质缺陷后其抗激光损伤阈值由裸基片的26.6 J/cm2下降为15.5 J/cm^2。通过微分干涉显微镜,随着激光能量的增加,损伤呈爆炸坑形貌,主要呈现纵向加剧损伤。金纳米杂质缺陷在K9玻璃基片上形成了强吸收中心(引入金纳米杂质K9玻璃基片的弱吸收(47.33 ppm,1 ppm=10^(-6))是裸K9玻璃基片(3.57 ppm)的13倍)造成局部高温,这是造成损伤的诱因。通过计算,金纳米杂质对K9玻璃基片的作用包括两部分:当激光辐照在K9玻璃基片上,首先是热应力引起玻璃的破裂;随后杂质汽化产生的蒸汽压加剧材料的破坏,引起局部炸裂。 展开更多
关键词 K9玻璃 激光损伤阈值 金纳米缺陷 弱吸收
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SiO_2内保护层对LiB_3O_5晶体倍频增透膜损伤阈值的影响 被引量:2
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作者 于爱芳 范飞镝 +2 位作者 刘中星 朱镛 陈创天 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期603-606,共4页
利用离子辅助电子束沉积方法在LiB3O5基底上镀制了不加SiO2内保护层和加SiO2内保护层的倍频增透膜,测量了两类薄膜在波长1064 nm多脉冲辐照下的激光损伤阈值,获得了两种不同的损伤形貌,并对损伤原因作了初步探讨。实验结果表明:保护层... 利用离子辅助电子束沉积方法在LiB3O5基底上镀制了不加SiO2内保护层和加SiO2内保护层的倍频增透膜,测量了两类薄膜在波长1064 nm多脉冲辐照下的激光损伤阈值,获得了两种不同的损伤形貌,并对损伤原因作了初步探讨。实验结果表明:保护层的加入把由基底膜层界面缺陷吸收所决定的阈值改变到由HfO2膜层内缺陷吸收所决定的阈值,显著提高了倍频增透膜的抗激光损伤能力。 展开更多
关键词 LiB3O5 SiO2内保护层 倍频增透膜 激光损伤阈值 损伤形貌
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激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响 被引量:1
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作者 吴慎将 施卫 苏俊宏 《西安理工大学学报》 CAS 北大核心 2012年第1期45-48,共4页
采用非平衡磁控溅射技术,在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜,基于ISO11254-1损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试;计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布,对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示:薄膜表面激光场强增大,DLC薄... 采用非平衡磁控溅射技术,在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜,基于ISO11254-1损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试;计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布,对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示:薄膜表面激光场强增大,DLC薄膜的激光损伤阈值变低;激光场强相等时,随着薄膜厚度增加,激光损伤阈值变小。分析认为:薄膜表面激光场强增大后,激光与DLC薄膜相互作用,产生的等离子体加剧薄膜对激光能量的吸收并产生热累积,激光场强诱导sp3杂化向sp2杂化转变,致使DLC薄膜发生石墨化,从而影响了DLC薄膜的激光损伤阈值。 展开更多
关键词 类金刚石薄膜 激光场强 损伤阈值 等离子体吸收
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1μm激光对光学薄膜的损伤 被引量:1
9
作者 马孜 吕百达 《四川联合大学学报(工程科学版)》 CSCD 1999年第3期136-139,共4页
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。
关键词 薄膜 激光损伤 损伤阈值 折射率 光学薄膜
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辐照激光能量对SiO_2薄膜特性及结构的影响 被引量:3
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作者 郭芳 徐均琪 +2 位作者 苏俊宏 党少坤 基玛.格拉索夫 《应用光学》 CAS CSCD 北大核心 2014年第2期348-352,共5页
为了认识SiO2薄膜在激光辐照下的变化,本文以K9玻璃为基底,采用电子束热蒸发方法制备了SiO2薄膜,并将此组在相同实验条件下制备的薄膜加以不同能量的激光辐照,研究在激光辐照前后样片的透射率、折射率、消光系数、膜厚、表面形貌及激光... 为了认识SiO2薄膜在激光辐照下的变化,本文以K9玻璃为基底,采用电子束热蒸发方法制备了SiO2薄膜,并将此组在相同实验条件下制备的薄膜加以不同能量的激光辐照,研究在激光辐照前后样片的透射率、折射率、消光系数、膜厚、表面形貌及激光损伤阈值(LIDT)的变化。结果表明,样片膜厚随激光能量的增加而减小,辐照激光能改善薄膜表面形貌,并使样片LIDT值提高,最终能使样片的LIDT值从16.96J/cm2提高至18.8J/cm2。 展开更多
关键词 SIO2薄膜 辐照激光 激光损伤阈值(lidt) 影响
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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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1064 nm负滤光片的设计与制备
12
作者 刘祺 徐均琪 +1 位作者 苏俊宏 刘政 《真空科学与技术学报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第7期625-631,共7页
针对当前可见-近红外光电探测器的激光防护要求,研究了1064 nm负滤光片的设计和制备。基于等效折射率理论,综合考虑光谱和场强分布优化,设计了由SiO2/Y_(2)O_(3)/H4组合的规整膜系和SiO2/H4组合的非规整膜系负滤光片;采用离子束辅助热... 针对当前可见-近红外光电探测器的激光防护要求,研究了1064 nm负滤光片的设计和制备。基于等效折射率理论,综合考虑光谱和场强分布优化,设计了由SiO2/Y_(2)O_(3)/H4组合的规整膜系和SiO2/H4组合的非规整膜系负滤光片;采用离子束辅助热蒸发沉积方式对负滤光片进行了制备,并测试了其光学和抗激光损伤性能。结果表明:在膜系结构G|(0.5LH0.5L)s|A两侧匹配减反膜可以有效减小通带波纹,调整膜系最外层厚度可以同时改善膜系的光谱特性和电场强度分布。镀制的规整膜系负滤光片在400~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为89.98%和93.21%,1064 nm透过率为1.29%,激光损伤阈值为6.0 J/cm^(2);非规整膜系负滤光片在650~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为93.70%和94.99%,1064 nm透过率为1.60%,激光损伤阈值为6.8 J/cm^(2)。 展开更多
关键词 负滤光片 设计 优化 离子束辅助 激光损伤阈值
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高抗激光损伤阈值光栅后处理抛光技术研究
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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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Investigation of high power laser coatings 被引量:1
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作者 SHAO Jian-da FAN Zheng-xiu 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期471-479,共9页
High laser-induced damage threshold and large aperture were focuses on the studies of high power laser coatings. This paper reports the research activities at our center. Several measures were developed for evaluating... High laser-induced damage threshold and large aperture were focuses on the studies of high power laser coatings. This paper reports the research activities at our center. Several measures were developed for evaluating characters of laser damage, including determination of laser induced damage threshold and detection of absorption based on surface thermal lensing technique. Defect was deemed to be the initial source of laser damage, and was the main factor restricting the laser damage resistance of optical coatings. The contribution of several kinds of typical defects to laser damage was analyzed, and some deposition measures were adopted to control and eliminate the origin of defect. Furthermore, some post-treatment methods were also employed to alleviate the influence of the defect and to improve the laser damage resistance. Correction mask was introduced to improve the thickness uniformity, and the thickness uniformity can be amended to less than 1% in the range of Φ650 mm. Preliminary investigation related to surface deformation was also conducted. 展开更多
关键词 激光涂覆技术 lidt 吸收能力 激光器
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激光薄膜特性参数测试方法标准化进展(特邀)
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作者 李斌成 王静 RISTAU Detlev 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第9期32-41,共10页
综述了近年来激光薄膜元件反射率/透过率、吸收损耗、散射损耗和激光损伤阈值等主要性能参数测试方法的标准化进展。重点分析了分光光度法、激光比率法和光腔衰荡法三种标准的反射率/透过率测试方法的优缺点,指出了分光光度法和光腔衰... 综述了近年来激光薄膜元件反射率/透过率、吸收损耗、散射损耗和激光损伤阈值等主要性能参数测试方法的标准化进展。重点分析了分光光度法、激光比率法和光腔衰荡法三种标准的反射率/透过率测试方法的优缺点,指出了分光光度法和光腔衰荡法的适用范围。分析了激光量热法测量薄膜元件吸收损耗的优点和不足,介绍了正在制定中的光热吸收测量国际标准的主要内容和进展情况,明确激光量热法主要适用于实验室薄膜元件吸收损耗绝对值的确定,而光热法更适用于大口径元件吸收损耗的确定和吸收型缺陷分布的成像测量。介绍了激光损伤阈值测试方法目前正在修订版本的主要技术内容和区别,修订后的激光损伤阈值测试方法国际标准将考虑客户的测试要求,测试结果可更满足工程应用需求。最后介绍了中国主持国际标准制定修订情况及国际标准在中国的转化情况。 展开更多
关键词 标准化 测试方法 激光损伤阈值 反射率/透过率 吸收损耗 散射损耗
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