紫外光學元件激光損傷特性測試與分析.pdf

1、熔石英玻璃光學性能優(yōu)良，紫外波段透過率高，廣泛的應用于強光光學系統中。在高功率激光輻照下，熔石英光學元件的激光誘導損傷成為阻礙高功率激光裝置穩(wěn)定運行及提升負載能力的主要障礙。因此，實現紫外熔石英元件激光損傷特性的準確測試及其閾值提升具有重要的工程應用意義。
　　本文圍繞熔石英元件激光損傷特性測試以及亞表面劃痕誘導損傷有關的理論及技術問題，設計并搭建了自動化的激光損傷閾值測試裝置，對亞表面劃痕誘導激光損傷的影響規(guī)律進行了分析，理論結

2、合實驗研究了HF酸刻蝕、離子束拋光后處理工藝對亞表面劃痕的影響規(guī)律以及對閾值的提升效果，對后處理工藝進行了探索。
　　第一，根據國際標準ISO21254設計并搭建了自動化的激光損傷測試裝置，采用人工目視判讀損傷。裝置的硬件主要包括激光器、能量衰減系統等7部分，控制軟件在Labwindows環(huán)境下開發(fā)，主要包括對能量衰減系統、快門、樣品定位平臺三個單元的控制。對熔石英樣品進行1-on-1、S-on-1、R-on-1三種方式的閾值測試

3、，并分別計算了閾值測試的不確定度。
　　第二，分析亞表面劃痕誘導熔石英材料激光損傷的影響規(guī)律。對熔石英材料進行納米壓痕實驗，得到塑脆轉變的臨界載荷和臨界深度。利用有限時域差分法(Finite Difference Time Domain, FDTD)對各種類型劃痕導致光場增強的效果進行仿真，對于典型脆性劃痕，寬深比越大，對光場的調制效果越弱，為后續(xù)的實驗工作提供了評價指標。選取典型劃痕進行R-on-1閾值測試實驗，驗證了仿真得出的