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    高能激光對光學薄膜的破壞
    作者:管理員    發布于:2015-11-16 11:31:24    文字:【】【】【
    摘要:較高功率激光的持續作用會產生幾個基本的物理過程。一方面,薄膜在制備過程中產生的原發性缺陷,諸如節瘤,雜質等,在激光作用下會直接破壞,并不斷擴大,另一方面,通過光化學,光離化,光熱,光聲等多種效應產生諸如缺陷等繼發性缺陷在后續激光的作用下被摧毀產生新的破壞。當能量足夠高時,激光的熱力過程本身就會累積增加。具體的規律,因材料和工藝而異。有些缺陷,在激光停止作用后會恢復,其破壞狀態是瞬時的,有些微損傷卻繼續保留,當激光再次作用時,破壞會繼續發展。這種破壞是永久性的。薄膜破壞的累積效應是與缺陷相關聯的,抑制原發性缺陷的形成,消除繼發性缺陷的誘因,有可能大幅度提高多脈沖激光作用下薄膜的破壞閾值。   高能激光誘發的損傷現象主要有以下幾種:   1)激光在材料傳輸過程中產生橫向受激布里淵散射效應,激發聲波導致的材料機械損傷;   2)由于光學元件內的材料雜質在加工過程中引入的亞表面損傷,表面附著的灰塵和污漬以及劃痕等缺陷對激光的衍射效應導致激光近場出現大量中高頻調制,帶有調制的光束在后續介質傳輸,光束近場可能會形成局部強區(非線性熱像),從而引起光學元件表面點狀損傷和材料內部出現自聚焦絲,當局部強區的激光通量超過光學元件的損傷閾值時,元件將會被損傷;   3)激光在傳輸過程中被光學元件上的遮光物調制,攜帶調制信息的激光光場在下游光學元件中傳輸,調制部分的B積分增長很快,到一定量后光場將出現局部熱像,熱像強度是平均光強的好幾倍,容易造成下游光學元件損傷;   4)在激光器運行中,光學元件排布密集的復雜光機結構中,部分雜散光和鬼光束不可避免的要照射到光機組件的金屬筒壁上,當光強足夠大時,金屬筒壁濺射的金屬污染顆粒會沉積到光學元件表面上,在后續激光輻照下,這些金屬顆粒與激光相互作用生成的等離子體將強烈吸收激光能量,使元件表面熱熔或炸裂,污染和元件的初始缺陷是誘發激光損傷的主要原因。
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