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高功率激光光学元件及测量技术
发布时间:
2024-04-11 11:41
近年来，高功率激光、深紫外/X射线学等领域的发展，不仅拓展了光学材料的选择，而且对光学元件提出了极其精密的面型和超光滑表面的加工要求， 因此，寻求突破新的涂层技术，实现致密准确的膜层十分重要。同时定量测量吸收率、激光损伤阈值，其表面粗糙度为亚纳米，另外，激光损伤阈值超过40J/cm2的涂层技术和吸收率小于0.15%的高输出元件对于提高千瓦级以上的激光的可靠性是有效的。研制与国际测量标准接轨的测试仪器显得重要和紧迫，那么，下面一起了解下高功率激光光学元件及测量技术吧！
高功率激光光学元件的加工
01、光学材料的选择
对于紫外、YAG光纤、半导体激光器等， 石英玻璃与K9玻璃相比热膨胀系数低、杂质含量少、光学均匀性好，因此受到高功率激光市场的欢迎。 在大功率和超高速激光应用领域，常用的光学元件材料有H-K9L、紫外熔石英(JGS1 )、贺利氏313和康宁7980等。国内厂商倾向于国外贺利氏和康宁材料。
02、亚纳米抛光技术
对超光滑表面，除了对面形精度和表面粗糙度要求极高外，关键是最后一道工序。 是超精密研磨技术。 波长光电的超光滑表面加工技术将传统的机械去除法和磁力研磨法相结合，还要求表面无完整的晶格结构、缺陷，能去除加工损伤层。 表面粗糙度达到小于5。
03、离子镀技术
激光薄膜的制备通常采用电子枪蒸发或离子束辅助电子枪蒸发制备，限制了薄膜激光损伤阈值的提高。 另一方面，离子束反应溅射成膜技术在接近常温的温度下成膜，但薄膜中易产生节瘤缺陷和高温成膜产生微观晶粒，难以制备高质量的激光薄膜，可以得到非晶状态的微观结构的薄膜，另外，可以将光学吸收抑制在最小限度。
我们用离子束反应溅射沉积仪制备了氧化铪和二氧化硅的激光增透膜，而且具有极低的散射和吸收、均匀的非晶结构，杂质缺陷少，激光损伤值高。 检测到的激光损伤阈值为40J/cm2，并对该薄膜进行了光学性质、结构特性及激光损伤性能研究。 结果表明，溅射沉积的激光薄膜不仅膜层致密，光学元件检测条件：损伤概率0时能量密度作为样品损伤阈值。 目前，检测激光波长1 064 nm，脉冲宽度10 ns，样品检测采用1合1方式进行，成膜材料纯度提高是个问题。
光学镜头的抗损伤阈值测试
光学薄膜激光损伤阈值测试仪是基于国际标准ISO11254建立的，主要用于薄膜或光学部件表面强抗激光能力的测试， 该装置能够进行光学元件或薄膜激光损伤阈值及损伤斑测试; 进行激光预处理，提高薄膜激光损伤阈值。
该仪器使用方便， 扩展功能模块包括研讨模块、频谱分析与判别模块、声谱分析与判别模块、质谱分析与判别模块，测试方便，实现了数字化、集成化、智能化。 基本功能模块包括散射判别模块和图像判别模块。
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