抗激光损伤薄膜的研究进展

文章来源: 贤集网       发布时间:2016-05-16
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膜损伤机理

《Optics Letters》报道,中国科学院上海光学精密机械研究所中科院强激光材料重点实验室利用飞秒激光加工坑点,分别对沉积在有飞秒激光加工坑点和常规基底上的减反射膜和高反射膜的激光诱导损伤行为进行了研究与对比分析,成功揭示了基底缺陷对薄膜元件激光损伤机制,为进一步提高薄膜的抗激光损伤能力提出了新的方向。

高功率激光系统中的激光对涂层的抗激光损伤性能在很大程度上取决于其表面质量。在我们的实验中,使用飞秒激光加工平台,在熔融石英衬底的表面上精确地制造坑。在HfO2/SiO2的1064 nm高反射涂层,是由一个电子束镀膜机上熔融二氧化硅沉积和无微坑。在实验中观察到了基体的几何结构引起的内部裂纹。激光诱导损伤阈值试验表明,基体坑对高反射膜的激光性能的负效应。通过有限元模拟的有限元法进行了模拟,结果表明调制的高反射层的多层结构可以导致电场的放大和减少激光损伤电阻。结合其力学性能差,在基板上的坑促进损害的发生。

通过实验了解基板表面和涂层的激光电阻的涂层的界面耦合效应。1064纳米抗反射涂层是由一个电子束镀膜机上熔融二氧化硅沉积和无微坑结构缺陷。利用飞秒激光加工的微坑坑,以防止地下裂缝的出现。以验证的强度的基板和涂层层的界面耦合效应强度,沉积温度的不同。我们的实验结果表明,引入杂质,在加工过程中,转移到承印物表面,并聚集在加热的过程中,发挥更重要作用于结构上的缺陷在激光损伤过程。通过降低界面耦合效应强度制造抗反射涂层,其抗激光损伤性能接近赤裸的衬底。

薄膜存在于基底、膜层及镀膜后的缺陷严重影响着薄膜抗激光损伤能力,从而限制了高功率激光系统的输出。目前针对基底缺陷对薄膜元件激光损伤的过程机制的研究尚缺,探明基底缺陷对薄膜激光损伤的影响机制对薄膜元件损伤阀值的提升具有重要意义。


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