CaF2衬底在ArF准分子激光器中的光学性能实验分析

"该文对用于ArF准分子激光器的CaF2衬底进行了全面的性能表征，包括透射、反射光谱分析，激光量热法吸收测量，表面粗糙度评估，以及通过荧光、红外和拉曼光谱技术探测内部杂质和表面污染。" 在ArF准分子激光器的研制和应用中，高质量的CaF2衬底至关重要。CaF2因其优异的光学性能和耐辐射性，常被选作此类激光器的工作介质。本文的实验首先利用分光光度计对CaF2衬底的透射和反射特性进行了测量，这些数据对于了解激光在材料中的传播和反射损失至关重要。接着，通过激光量热法评估了5毫米厚的CaF2衬底的吸收率，结果为922×10^-6，这有助于理解激光能量在材料内部的分布和损耗情况。 此外，文章详细探讨了衬底的表面粗糙度对其光学性能的影响。使用原子力显微镜(AFM)和白光干涉仪(WLI)两种不同的方法，分别得到了0.22纳米和1.24纳米的表面粗糙度均方根值，对应的表面散射损耗分别为0.005%和0.25%。这表明即使微小的表面不平整也可能导致显著的光能损失，因此对衬底表面质量的严格控制是必要的。 进一步，通过荧光光谱分析，在紫外级别CaF2衬底中检测到了Ce3+等杂质离子的存在，这提示了衬底内部可能存在掺杂或污染。而红外光谱和拉曼光谱的测试则表明，CaF2衬底表面没有检测到水气和有机污染物，这证明了衬底的清洁程度高，对激光器的运行具有积极意义。 该实验结果强调了激光量热法在精确评估CaF2衬底吸收性能上的有效性，同时也突出了表面粗糙度和散射损耗分析的重要性。此外，荧光、红外和拉曼光谱技术被证明是检测衬底内部杂质和表面污染的有效工具，对于保证ArF准分子激光器的高效稳定运行有着重要意义。这些研究方法和技术对于未来优化CaF2衬底质量和提高激光器性能具有指导价值。