论文题目: 中远红外激光薄膜技术研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 光学
作者: 黄伟
导师: 蔡邦维
关键词: 中远红外,光学薄膜,高损伤阈值,高反射率腔镜,共孔径分光镜,窗口增透膜,缺陷,应力
文献来源: 四川大学
发表年度: 2005
论文摘要: 光学薄膜是激光系统中的重要组成部分,对于高功率激光系统来说,光学薄膜相对于其它元件具有较低的抗激光损伤阈值,它是限制激光器功率进一步提高的瓶颈,是激光系统设计的重要依据和最大限制,因此,研究薄膜抗激光损伤,不断提高薄膜的损伤阈值,对研制和发展高能激光系统具有重要意义。在中远红外波段一些化学激光器自从上世纪60年代末演示成功以来,发展非常迅速,输出激光功率也越来越高。随着激光功率的提高,对激光薄膜元件的要求也越来越高。 本论文针对高损伤阈值的中红外波段的激光薄膜的优化设计、制备工艺、参数测试等方面进行了系统研究。论文所取得的主要研究成果包括: 1.给出了激光薄膜的基本设计理论和方法,详细讨论了中远红外光学薄膜制备过程中有关基板材料的选取、抛光和清洗工艺、薄膜材料的选取、热蒸发、溅射和离子镀等薄膜沉积方法以及基板温度、淀积速率和真空度等工艺参数如何确定等多方面的关键技术,从而为中远红外激光薄膜的设计和制备奠定了基础。 2.建立了多层光学薄膜的温度场理论模型,给出了相应的热传导方程组。采用交替隐型技术,编制了激光辐照下光学薄膜的温度场分布的计算模拟程序,并用美国斯坦福大学的计算结果进行了详细校
论文目录:
摘要
第一章 绪论
1.1 研究目的及意义
1.2 中红外激光薄膜国内外研究进展
1.3 本论文的内容安排
参考文献
第二章 激光薄膜设计理论及制备技术
2.1 激光薄膜设计理论
2.1.1 光学薄膜的光学特性计算方法
2.1.2 光学薄膜的驻波场计算方法
2.1.3 激光薄膜的设计方法
2.2 中远红外光学薄膜制备技术
2.2.1 基板材料选取和清洗工艺
2.2.2 薄膜材料的选取
2.2.3 薄膜沉积方法
2.2.4 工艺参数的确定
2.3 小结
参考文献
第三章 光学薄膜温度场理论及损伤机理研究
3.1 光学薄膜温度场的基本理论
3.2 光学薄膜温度场的数值模拟
3.2.1 数值计算方法
3.2.2 计算程序的校核
3.2.3 高反膜温度场分布的计算模拟
3.2.4 增透膜温度场分布的计算模拟
3.2.5 共孔径分光镜薄膜温度场分布的计算模拟
3.3 连续波激光辐照下光学薄膜的损伤机理
3.3.1 熔融损伤
3.3.2 热应力破坏
3.3.3 热冲击破坏
3.3.4 缺陷损伤
3.4 小结
参考文献
第四章 光学薄膜的缺陷研究
4.1 缺陷分类及特点
4.1.1 微观缺陷
4.1.2 宏观缺陷
4.2 缺陷形貌检测
4.2.1 检测手段
4.2.2 缺陷形貌原子力显微镜检测结果
4.3 缺陷检测与统计
4.3.1 单层薄膜
4.3.2 多层膜
4.4 缺陷形成机理
4.5 缺陷对激光损伤阈值的影响
4.6 减少缺陷的方法
4.6.1 激光预处理方法
4.6.2 沉积方法的选择
4.6.3 沉积参数的优化
4.6.4 真空系统的选择
4.6.5 膜材料的选择
4.7 小结
参考文献
第五章 光学薄膜参数测量
5.1 微弱吸收测量
5.1.1 表面热透镜技术测量微弱吸收的基本原理
5.1.2 远红外(CO_2激光)薄膜微弱吸收测量
5.1.3 中红外波段薄膜微弱吸收测量
5.2 高反射率测量
5.2.1 光腔衰荡法测量反射率的基本原理
5.2.2 光腔衰荡测量系统对实验装置的要求
5.2.3 高反射率测量装置的建立
5.2.4 高反射率测量结果及分析
5.3 薄膜应力测量
5.3.1 张应力和压应力
5.3.2 应力的测量
5.4 小结
参考文献
第六章 中远红外薄膜研制与热畸变实验
6.1 中红外反射镜研制
6.1.1 膜系设计及薄膜材料选择
6.1.2 制备工艺及测试结果
6.2 中红外激光窗口增透膜研制
6.2.1 膜系设计及薄膜材料选择
6.2.2 制备工艺及测试结果
6.3 共孔径分光镜研制
6.3.1 膜系设计
6.3.2 制备工艺及测试结果
6.4 薄膜元件的热畸变实验研究
6.4.1 Shack-Hartmann波前传感器的工作原理
6.4.2 热畸变实验装置的建立
6.4.3 热畸变测量结果与分析
6.5 小结
参考文献
第七章 总结
攻读博士学位期间发表论文、科研工作及获奖情况
声明
致谢
发布时间: 2005-10-08
参考文献
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