上海光機所在激光助力高抗紫外激光損傷熔石英元件制造方面取得進展

近期，中國科學院上海光學精密機械研究所精密光學制造與檢測中心魏朝陽研究員團隊基于CO2激光的缺陷表征與去除過程，實現(xiàn)了高抗紫外激光損傷熔石英元件制造。相關(guān)研究成果發(fā)表于Light: Advanced Manufacturing。

熔石英元件紫外激光誘導損傷問題嚴重制約了高功率激光系統(tǒng)的發(fā)展。由于目前接觸式研拋工藝不可避免得存在加工缺陷，且難以被后處理完全去除，大大降低了熔石英元件使用性能和壽命。

研究團隊基于微秒脈沖激光低應力均勻燒蝕技術(shù)提出了激光層析燒蝕表征亞表面缺陷方法，并將其耦合到材料快速去除過程中，實現(xiàn)了研磨階段亞表面缺陷的完全去除。之后采用激光保形清洗方法清洗燒蝕表面再沉積污染物，并用激光熔融拋光平滑燒蝕軌跡，實現(xiàn)了熔石英元件的CO2激光全鏈路柔性加工。與傳統(tǒng)工藝相比，CO2激光加工鏈路能有效抑制加工缺陷的引入從而實現(xiàn)更高損傷閾值熔石英元件的制備。該研究提出的基于激光的缺陷表征與去除方法為亞表面缺陷研究與抑制策略制定提供了新的工具，同時也為熔石英元件低缺陷加工提供了新思路。

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圖1 （a）傳統(tǒng)工藝鏈路；（b）CO2激光加工鏈路；（c）三維全口徑亞表面缺陷表征方法
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圖2 傳統(tǒng)工藝制備樣品（conventional）與CO2激光加工鏈路制備樣品（laser-based）損傷性能對比：（a）1-on-1損傷概率（355nm，8.3ns）；（b）典型損傷形貌

該項工作得到國家重點研發(fā)計劃項目、上海市揚帆計劃、國家自然科學青年基金、上海市自然科學基金、天文聯(lián)合基金和中國科學院青年創(chuàng)新促進會的支持。

原文鏈接：https://light-am.com/article/doi/10.37188/lam.2023.021