10.6μm TEA CO2激光光学薄膜损伤阈值研究

论文摘要

在高能脉冲TEA CO2激光系统中,光学薄膜的性能是限制激光功率提高和光束质量改善的关键技术问题。本文对高功率激光系统中薄膜的损伤机理进行了探讨,并重点研究了如何提高薄膜的损伤阈值。分析了目前人们提出的多种损伤机理模型,介绍了不同的激光输出特性下薄膜损伤的规律。讨论了目前薄膜损伤阈值的几种测量方法以及各种测量方法的测量机理和测量方式,并分析了各种方法的特点。对TEA CO2激光器抗损伤薄膜进行了设计和制备。介绍了多种可以提高薄膜损伤阈值的处理方法。结合实验室条件,对大光斑激光预处理的可行性进行了论证,并就大光斑激光预处理对薄膜阈值的影响进行了研究,得出了10.6μm光学薄膜在不同预处理条件下阈值变化的规律,成功的提高了10.6μm光学薄膜的损伤阈值。对光学薄膜损伤阈值与光学薄膜基底厚度的关系进行了相关实验研究,揭示了元件基底厚度与薄膜阈值的关系:在较薄基底上镀制薄膜的阈值比较厚基底上的要高。分析了氧化物薄膜和非氧化物薄膜经离子后处理前后的性质变化,进一步揭示了离子后处理对于薄膜阈值提升的机理。本文分析了高能激光与光学薄膜相互作用机理,讨论了薄膜损伤阈值测量的各种实验方法,探讨了提高光学薄膜损伤阈值的各种方法,对于改进光学薄膜损伤阈值的测量,提高光学薄膜的激光损伤阈值具有重大意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 概论
• 1.1 薄膜研究的发展动态与意义
• 1.2 提高薄膜阈值的方法
• 1.3 本论文的研究内容和意义
• 2 激光薄膜损伤机理与特性
• 2.1 激光薄膜损伤的基本过程
• 2.2 激光薄膜损伤的特性
• 2.3 本章小结
• 3 薄膜损伤阈值的测量
• 3.1 损伤阈值的测量
• 3.2 1-ON-1 损伤测量方式
• 3.3 S-ON-1 损伤测量方式
• 3.4 N-ON-1、R-ON-1 损伤测试方式
• 3.5 焦点前后薄膜损伤测试差异
• 3.6 其他测量方法
• 3.7 本章小结
• 4 光学薄膜制备与损伤阈值提高技术研究
• 2激光器抗损伤薄膜的设计与制备'>4.1 TEA CO₂激光器抗损伤薄膜的设计与制备
• 4.2 光学薄膜损伤阈值的提高方法
• 4.3 大光斑激光预处理对提高薄膜阈值水平的研究
• 4.4 元件基底厚度对损伤阈值的影响
• 4.5 离子后处理对损伤阈值的影响
• 4.6 本章小结
• 5 总结和展望
• 致谢
• 参考文献