硅基超薄多层金属镜在强激光下大幅减小热变形

本文研究了在强激光辐照下，硅基片超薄多层金属镜的热性能特性，特别是在二氧化碳(CO2)激光下的热畸变行为。研究人员在华中科技大学激光技术国家重点实验室进行了一系列实验，并结合理论分析，探讨了这种新型光学元件的设计方案。 实验部分，作者详细给出了超薄多层金属镜的结构设计，其核心在于通过减薄硅基片并增加金属层来增强抗热变形的能力。在不同激光功率（如120 W）和照射时间（如4秒）的条件下，研究了镜面的热响应。实验结果显示，相较于传统的硅质反射镜，在同等条件下，超薄多层金属镜能显著降低热变形，普通硅镜的热变形量为0.71 微米，而超薄金属镜的最大热变形量仅为0.25 微米。这显示出超薄多层金属镜在抵抗热负载方面的优越性能。 理论计算部分，作者运用热传导和光学吸收模型，对实验数据进行了精准的解释，验证了实验结果与理论预测的一致性。这表明通过优化材料和结构设计，能够有效控制和减少激光照射对反射镜性能的影响，这对于激光应用设备，尤其是那些在高温环境下工作的设备，如激光切割、焊接或精密加工设备，具有重要的实际意义。 此外，关键词“反射镜”、“热畸变”和“激光损伤”强调了本文的核心关注点，即在高能量激光作用下，如何通过科技手段提高光学元件的稳定性和耐受性。这项研究成果对于提升激光系统的技术水平和可靠性，以及推动相关领域如光学制造、航空航天等领域的技术进步具有重要的参考价值。 总结来说，这篇文章深入研究了硅基片超薄多层金属镜在强激光下的热畸变问题，并提供了实用的设计策略和优化方法，对于高性能激光系统的设计者和工程师来说，是一篇不可忽视的重要参考资料。