50飞秒激光下HfO2/SiO2镜层损伤：立波场分布的影响

本文主要探讨了飞秒激光在标准（具有λ/4叠层结构）和修改后（减少驻波场强度）的HfO2/SiO2镜面涂层上的单脉冲和多脉冲损伤行为。研究采用了一台商业的50飞秒、800纳米钛蓝宝石激光系统。实验发现，当样品受到不同数量的激光脉冲照射时，受损区域的精确形态显示出显著差异。这些特征的变化可以被合理地归因于涂层内部的驻波场分布。 标准涂层由于其λ/4堆栈结构，激光能量在其中形成了强烈的驻波场，这可能导致局部光强显著增强，从而在单次或多次脉冲作用下更容易发生损伤。相比之下，修改后的涂层通过减小驻波场，降低了光能的不均匀分布，使得能量更均匀地传递，从而降低了单个脉冲导致的损伤程度。随着脉冲次数的增加，对于修改过的涂层，其抗损伤性能可能更加优越，因为驻波效应减弱，整体能量吸收和热积累较低。 深入分析表明，激光与材料相互作用过程中，驻波场对光的吸收和热量分布有重大影响。高强度的驻波场会聚焦光能，形成局部高温热点，容易引发非线性效应如光致分解和热传导，从而造成涂层的瞬间熔化或断裂。而低强度的驻波场则能减缓这些过程，使材料有更多的时间来散热，从而降低损伤。 这项研究对于理解和优化激光防护材料的设计至关重要，尤其是在高功率激光应用中，如激光加工、激光武器防御等。通过控制驻波场分布，科研人员能够设计出更耐受高能量脉冲的涂层，提高设备的使用寿命和稳定性。此外，该研究也对其他光-材料相互作用的领域，如光刻技术中的光子晶体或量子点薄膜，具有启示意义。