多层镜片中原生缺陷与激光诱导缺陷对多脉冲损伤的影响

0 下载量 6 浏览量 更新于2024-08-28 收藏 1.03MB PDF 举报
本文主要探讨了在多层镜片中,天然缺陷(native defects)和激光诱导缺陷(laser-induced defects)对多脉冲激光损伤(multi-shot laser-induced damage)的影响。研究对象是采用电子束蒸发(Electron Beam Evaporation, EBE)技术沉积的HfO2/SiO2高介电薄膜镜。实验使用355纳米脉冲激光,在单次脉冲和连续脉冲(S-on-1模式)下进行了损伤测试,每次脉冲持续时间为8纳秒。 首先,实验发现单次脉冲激光损伤阈值(Single-Shot Laser-Induced Damage Threshold, SSLIDT)远高于多脉冲下的损伤阈值(Multi-Shot Laser-Induced Damage Threshold, MS-LIDT)。这表明在多脉冲照射条件下,随着激光多次作用于镜子,其损伤行为与单次脉冲时存在显著差异。单次脉冲由于能量集中,可能导致局部高温瞬态效应,使得材料能够承受更高的激光功率而不产生损伤。然而,当连续脉冲照射时,多次累积的热量可能会引发材料内部缺陷的扩展和交互作用,降低了整体的抗损伤能力。 其次,文章强调了天然缺陷在多脉冲损伤中的作用。这些缺陷可能来源于材料生长过程中的不均匀性、杂质掺杂或晶格结构不完整性,它们在多次激光脉冲的作用下,可能会作为能量的聚焦点,加速损伤的发生。此外,激光诱导缺陷也随着多次曝光而加剧,如色心中心的形成,这些新产生的缺陷会进一步降低材料的稳定性。 研究还指出,多脉冲激光损伤不仅受到激光参数(如波长、脉冲宽度和重复频率)的影响,还与材料的微观结构、热传导特性以及缺陷的分布和类型紧密相关。因此,优化多层镜的设计和制备工艺,减少天然缺陷的数量和分布,以及控制激光处理过程中的缺陷生成,对于提高多层镜在实际应用中的抗激光损伤性能至关重要。 这篇研究为理解并改进多层镜的抗多脉冲激光损伤性能提供了深入的理论依据,这对于光学系统,特别是在高功率激光器和空间光学设备中,具有重要的工程实践意义。