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随着激光技术的发展,大功率激光器越来越受人们的重视。大功率激光器在工业、军事和核聚变等方面起着重要的作用,人们在提高大功率激光器系统的输出功率方面付出了巨大的努力。光学薄膜在激光器系统中有着重要的作用,但是随着激光系统功率的提升,光学薄膜在高激光功率密度下容易损坏,光学薄膜成为了激光系统功率提升的瓶颈。本文围绕光学薄膜抗激光能力开展了研究,分别采用热退火、等离子体后处理和两步后处理方法提升光学薄膜的纳秒激光损伤阈值(LIDT),具体研究内容如下:(1)围绕Ar/O混合等离子后处理对TiO2单层薄膜光学特性和抗激光损伤特性影响的机理开展了研究。对于电子束蒸发技术(EBE)制备的单层TiO2薄膜,在Ar/O混合等离子体后处理过程中,Ar离子可以去除薄膜表面缺陷,O离子具有减少薄膜材料非化学计量缺陷的作用,由此提高了TiO2薄膜的光学特性和激光损伤阈值。实验结果表明,随着等离子体后处理时间的增加,薄膜的致密度提高、表面粗糙度降低、表面缺陷密度先减少后增加。在1064nm激光辐射下,TiO2薄膜的LIDT从未经等离子后处理的5.6J/cm2提升至经20分钟后处理的9.65J/cm2,提升幅度达到72.3%。(2)提出一种结合了热退火和等离子后处理技术的两步后处理工艺,并围绕其对HfO2单层薄膜的影响开展了研究。研究表明,离子后处理可以有效地降低薄膜表面缺陷密度,使薄膜更为平整,并去除浅层的杂质和节瘤;热退火可以减少薄膜内部水汽,深度氧化薄膜、减少薄膜非化学计量缺陷。离子后处理与热退火的结合互补了两种后处理的优点,最大限度地减少了薄膜缺陷。因此,与未经后处理的光学薄膜相比,进行了两步后处理的HfO2薄膜样品的损伤阈值由7.4J/cm2提升至12.5J/cm2。(3)探究了两步后处理方法对HfO2/TiO2/SiO2高反射薄膜光学特性和LIDT的影响。由于增加了等离子体后处理过程,与单纯的热退火后处理相比,两步后处理拓宽了高反膜的反射带宽,显著地减小了薄膜表面缺陷密度,降低了薄膜的内应力。与此同时,在等离子体后处理和热退火后处理共同的作用下,两步后处理有效地提高了高反射膜的激光损伤阈值。测试结果表明,经过两步后处理的HfO2/TiO2/SiO2高反射膜的LIDT达到了32.8J/cm2,与仅经过热退火后处理的样品相比提高了27.6%,与未经后处理的样品相比提高了110.3%。