上海光機(jī)所在薄膜損傷機(jī)制研究中取得新進(jìn)展
高功率激光系統(tǒng)的輸出水平與薄膜元件的抗激光損傷能力密切相關(guān)。薄膜元件的抗激光(納秒脈沖激光)損傷能力主要受限于薄膜中各種類型的缺陷,缺陷包括來(lái)源于基底、膜層以及鍍膜后各個(gè)環(huán)節(jié)的缺陷。隨著鍍膜工藝的進(jìn)步,起源于膜層中的缺陷在很大程度上得到了有效抑制。起源于基底的缺陷在薄膜元件激光誘導(dǎo)損傷過程中所起的作用日益突出,已成為制約Nd:YAG激光基頻波長(zhǎng)薄膜元件損傷閾值提升的關(guān)鍵因素。然而,該類缺陷對(duì)激光薄膜影響程度的科研報(bào)道較少,且大部分處于定性研究,基底缺陷影響薄膜元件損傷閾值的機(jī)制尚未明朗;兹毕莅ㄎ招噪s質(zhì)缺陷、表面劃痕和坑點(diǎn)等結(jié)構(gòu)性缺陷,中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在國(guó)際光學(xué)期刊Opt. Lett.上發(fā)表原創(chuàng)性論文[Opt. Lett. 40, 3731-3734 (2015)]、[Opt. Lett. 40, 1330-1333 (2015)],提出利用飛秒激光加工坑點(diǎn),揭示起源于基底表面的結(jié)構(gòu)性缺陷誘導(dǎo)薄膜元件激光損傷的機(jī)制。
上海光機(jī)所中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室借助飛秒激光微加工平臺(tái)在石英基底上制作了特定大小的坑點(diǎn)缺陷(長(zhǎng)度:~7um,寬度:~3um,深度:~1um)。對(duì)沉積在有飛秒激光加工坑點(diǎn)和常規(guī)基底上的減反射膜和高反射膜的激光誘導(dǎo)損傷行為進(jìn)行了研究與對(duì)比分析。 研究結(jié)果表明,對(duì)于減反射膜而言,吸收性雜質(zhì)缺陷在激光誘導(dǎo)損傷機(jī)制中扮演著極為重要的角色。基底表面/亞表面的吸收性雜質(zhì)缺陷在薄膜制備過程中向基底表面遷移并聚集成更大尺寸的雜質(zhì)顆粒,進(jìn)而與膜層發(fā)生耦合,誘導(dǎo)減反射膜元件在能流密度遠(yuǎn)低于膜層本征激光損傷閾值的激光輻照下發(fā)生損傷。通過相應(yīng)的技術(shù)手段(降低鍍膜溫度、鍍膜前基底酸洗等)可以有效抑制基底缺陷與膜層的耦合,從而提升減反射膜的抗激光損傷能力。 然而,高反射膜的表現(xiàn)則迥然不同,結(jié)構(gòu)性缺陷在高反射膜的激光誘導(dǎo)損傷機(jī)制中扮演著更為重要的角色,這主要?dú)w因于兩點(diǎn):一、沉積在高反射膜上方的膜層中出現(xiàn)裂紋,導(dǎo)致膜層力學(xué)性質(zhì)發(fā)生改變;二、結(jié)構(gòu)性缺陷導(dǎo)致膜層內(nèi)部與膜層界面處電場(chǎng)發(fā)生增強(qiáng)。 上海光機(jī)所中科院強(qiáng)激光材料重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)基底表面缺陷誘導(dǎo)薄膜元件激光損傷機(jī)制的認(rèn)識(shí),突破了傳統(tǒng)的僅關(guān)注薄膜自身性能的視角,為進(jìn)一步提升薄膜元件的抗激光損傷能力提出了新的方向。 ![]() Y. J. Chai, M. P. Zhu, K. Yi, W. L. Zhang, H. Wang, Z. Fang, Z. Y. Bai, Y. Cui, and J. D. Shao, Experimental demonstration of laser damage caused by interface coupling effects of substrate surface and coating layers, Opt. Lett. 40, 3731-3734 (2015) ![]() Y. J. Chai, M. P. Zhu, Z. Y. Bai, K. Yi, H. Wang, Y. Cui, and J. D. Shao, Impact of substrate pits on laser-induced damage performance of 1064 nm high-reflective coatings, Opt. Lett. 40, 1330-1333 (2015) 關(guān)鍵詞: 薄膜
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最新評(píng)論
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bairuizheng 2015-10-18 00:26應(yīng)該可以用到制造更好性能的反射膜
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tassy 2015-10-18 02:22新進(jìn)展可以制造更好性能的薄膜
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touchuser 2015-10-18 06:33太長(zhǎng)見識(shí)了
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tomryo 2015-10-18 07:45上海光機(jī)所在薄膜損傷機(jī)制研究中取得新進(jìn)展
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tzl1963 2015-10-18 09:02這種基礎(chǔ)研究既艱難又實(shí)用。
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鬧鬧快別鬧 2015-10-18 09:51希望早日應(yīng)用
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遇刊少年 2015-10-18 10:37感覺薄膜研究好復(fù)雜
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redplum 2015-10-18 11:23振奮人心下
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埃土 2015-10-18 15:03希望早日應(yīng)用
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望帝春心 2015-10-18 15:20希望早日應(yīng)用