激光损伤阈值

摘要： 针对ISO 21254中1 on 1损伤阈值测试结果的测量不确定度评估需求,系统性分析测量结果不确定度的主要影响因素。采用公式法分析评定能量密度的测量不确定度以及损伤概率的测量不确定度分量。采用蒙特卡洛方法分析了线性拟合引入的测量不确定度,并对比分析了线性拟合过程中不同残差模型对损伤概率、能量密度线性拟合结果的影响。分析表明,在线性拟合过程中,基于损伤概率、能量密度误差的最小二乘法残差模型抗误差性能最好,可有效降低损伤概率误差及能量密度误差对损伤阈值测量结果影响。采用ISO 21254推荐的方法和蒙特卡洛方法处理同一损伤测试实验数据,结果对比表明ISO 21254方法获得的阈值测量不确定度偏小、阈值测量结果偏大,实际测试过程中容易高估样品损伤阈值。

摘要： 在低地球轨道,低能质子辐照是造成空间光学元器件损坏的重要因素之一。激光高反射薄膜是空间激光系统中激光产生和输出部件的重要组成部分,其激光损伤性能变化直接影响激光系统的稳定性。文章采用地面空间环境模拟装置模拟低能(40 keV)质子单独作用效果,通过定点原位测量技术和光热吸收测试获得薄膜的光谱透射率、表面形貌和光热吸收特性,采用激光损伤阈值测量方法表征微小初始破坏的激光损伤阈值及损伤形貌;结合SRIM程序模拟计算粒子在材料中输运的具体过程,定量分析过程中的能量损失情况。试验结果表明,40 keV质子辐照会造成HfO_(2)/SiO_(2)三波段高反膜的激光损伤阈值明显降低。

摘要： 目的研究多波段全介质高反射薄膜的光谱性能、应力特性以及膜层的抗激光损伤性能,获取应力状态良好的大口径薄膜样片。方法选用TiO_(2)、SiO_(2)高低折射率材料,设计并制备500~650 nm、780~830 nm、1050~1080 nm 3波段兼容的介质高反膜。研究单层膜工艺参数,监控波长为560 nm,基于电场强度分布,膜系结构优化为G/(HL)^(8) H(2L)^(4)(1.4H1.4L)^(8) H2L(1.9H1.9L)^(8)1.9 H/A。在不同膜堆之间添加低折射率层来抑制虚设问题,平滑反射光谱,通过离子束辅助电子束蒸发技术在ϕ220 mm的大口径基底上成功制备出性能良好的宽波段大尺寸多层高反射薄膜。结果其反射光谱在可见光500~650 nm波段范围内,平均反射率为99.5%,峰值反射率为99.9%,最低反射率为95.1%;在780~830 nm波段内,峰值反射率为99.9%,平均反射率为99.8%,最低反射率为99.6%;在1050~1080 nm波段内,其平均反射率能够达到99.8%,峰值反射率达到99.9%,最低反射率达到99.7%。大口径薄膜样片不同位置的反射光谱一致性较高。膜层的抗激光损伤阈值为7.1 J/cm^(2),残余应力为–293.59 MPa。结论大口径薄膜样片膜厚均匀性良好,成膜致密,无起皱、龟裂、脱落等现象出现,膜层牢固性较高,具备优良的激光防护性能。

摘要： 由西安工业大学苏俊宏团队设计、研发的激光损伤阈值测试仪,具有数字化、智能化、集成化特点,操作简单,全自动测试,激光损伤阈值的测试可一键完成。同时采用触摸屏输入输出,具有100~450×显微校验系统,对可疑点可随时进行校验。能够实现光学元件或薄膜的激光损伤阈值测试,还可进行薄膜元件的激光预处理,提高其激光损伤阈值。

摘要： 综述了近年来激光薄膜元件反射率/透过率、吸收损耗、散射损耗和激光损伤阈值等主要性能参数测试方法的标准化进展。重点分析了分光光度法、激光比率法和光腔衰荡法三种标准的反射率/透过率测试方法的优缺点,指出了分光光度法和光腔衰荡法的适用范围。分析了激光量热法测量薄膜元件吸收损耗的优点和不足,介绍了正在制定中的光热吸收测量国际标准的主要内容和进展情况,明确激光量热法主要适用于实验室薄膜元件吸收损耗绝对值的确定,而光热法更适用于大口径元件吸收损耗的确定和吸收型缺陷分布的成像测量。介绍了激光损伤阈值测试方法目前正在修订版本的主要技术内容和区别,修订后的激光损伤阈值测试方法国际标准将考虑客户的测试要求,测试结果可更满足工程应用需求。最后介绍了中国主持国际标准制定修订情况及国际标准在中国的转化情况。

摘要： 北京昊然伟业光电科技有限公司成立于2010年,专业代理欧美(美国、加拿大、德国、英国、瑞士等)高精度光学检测设备,致力于为科研和工业客户提供一流的光学检测解决方案及包括售前、售中和售后在内的全方位服务。主营产品包括:光学检测产品:应力双折射、折射率、弱吸收、反射率、散射仪、非接触式测厚仪、测角仪、激光损伤阈值测试系统、光学表面质量检测系统、可调相位延迟波片等。

摘要： 针对溶胶-凝胶技术制备的单层SiO2化学膜,在室温下研究氨水-六甲基二硅胺烷(HMDS)气氛的量对膜层改性的影响,并在低真空条件下测试了其抗邻苯二甲酸二丁酯(DBP)污染性能.采用紫外-可见-近红外分光光度计(UV-Vis-NIR)、红外光谱仪和原子力显微镜分析了改性前后化学膜特性的演变.研究结果表明:经过DBP污染后,15～30 mL氨水-HMDS改性后化学膜的峰值透过率为99.8％,较改性前化学膜的峰值透过率提升了3.5％,此时化学膜表现出优异的抗污染特性.但是,随着氨水-HMDS处理量的进一步增多,化学膜的激光损伤阈值由改性前的的24.32 J/cm2降到19.36 J/cm2.本研究有助于优化改性参数,以提高化学膜的抗污染性能,在实际工程应用中具有重要的价值.

摘要： 中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在基于低温等离子体增强原子层沉积的紫外减反射激光薄膜研究中取得新进展,初步实现了紫外减反射薄膜的损伤阈值提升。原子层沉积技术具有精确的厚度可控性、高均匀性、优异的共形性和较高的激光损伤阈值,在激光薄膜领域具有良好前景。

摘要： 深紫外(吸收边6.2 eV)非线性光学材料主要应用于激光系统、阿秒脉冲产生、半导体制造和光刻等.本文从晶体结构、禁带宽度、倍频效率、激光损伤阈值和双折射率等方面对已报道的无机深紫外非线性光学材料进行了综述,并按晶体结构中阴离子基团的构成元素进行了分类介绍,包括硼酸盐晶体、铍硼酸盐、氟硼酸盐、磷酸盐等.最后展望了新型深紫外非线性光学材料的发展方向.

摘要： 本文回顾了国内外近10年石英玻璃激光损伤阈值研究进展,归纳了酸腐蚀、激光预辐照、超声波清洗等表面处理方式对激光损伤阈值的影响,介绍了损伤点的监测与判断方法,简述了石英玻璃内部缺陷对石英玻璃激光损伤阈值的影响,初步探讨了石英玻璃的激光损伤机理,总结了提高石英玻璃激光损伤阈值的工艺方法。

摘要： 石英玻璃作为一种宽禁带的光学材料,在大型高功率激光装置中得到广泛应用.然而由于内部缺陷、表面加工处理方式的不同,使其实际应用时的阈值远小于其理论值.本文回顾了国内外近10年石英玻璃激光损伤阈值研究进展,归纳了酸腐蚀、激光预辐照、超声波清洗等表面处理方式对激光损伤阈值的影响,介绍了损伤点的监测与判断方法,简述了石英玻璃内部缺陷对石英玻璃激光损伤阈值的影响,初步探讨了石英玻璃的激光损伤机理,总结了提高石英玻璃激光损伤阈值的工艺方法.

摘要： 熔石英玻璃在激光的辐照下会发生损伤而导致内部失透,提高熔石英玻璃激光损伤阈值有利于解决这个问题.论文通过实验研究了在不同熔制气氛、沉积速度与热处理方法下获得的熔石英玻璃其355nm的激光损伤阈值.为忽略表面质量引起的吸收损伤,所有样品经相同的表面处理,并采用体损伤测试方法.实验结果发现,氢气载料熔制的熔石英玻璃的激光损伤阈值最高,可达22.2J/cm2,氧气气氛慢速熔制的熔石英玻璃其损伤阈值最低,平均约17.6J/cm2.在对氧气慢速砣进行不同的热处理后,其损伤阈值有不同程度的提高,最高可达28.2J/cm2.研究结果为高激光损伤阈值的熔石英玻璃制备提供了初步的工艺参考数据.

摘要： 本文采用溶胶-凝胶技术制备了二氧化硅增透膜，通过向溶胶中添加高分子聚乙烯醇缩丁醛(PVB)，调控胶体的粒径，进而控制膜层微观结构，研究膜层微观结构与激光损伤阈值的关系。纳米粒度仪和扫描探针显微镜测试表明：PVB加入溶胶后，控制了二氧化硅胶粒的生长，使二氧化硅胶粒生长更均匀，因而膜层的微观结构更均匀。当PVB质量分数为1％时，胶体粒径为15nm，分散系数小于O.1。用该胶体镀膜，膜层均匀，表面粗糙度小于3.25nm。并且PVB加人后增加了膜层胶粒间的黏附性，使得膜层强度增大。PVB加入使膜层的激光损伤阈值有所增加。当PVB的添加量为1％时，膜层的激光损失阈值从30.0 J/cm2增加到40.1J/cm2。膜层激光损伤阈值的增加与膜层微观均匀性和物理强度的增加有关。

摘要： 采用水热合成技术,制备了HfO2胶体,用旋涂法镀制了单层HfO2介质膜.采用XRD,椭偏仪,红外光谱(FTIR)等方法对薄膜进行了测试和表征,用输出波长为1 064 nm,脉宽为10 ns的电光调Q激光系统产生的强激光测试其激光损伤阈值.研究了热处理温度对薄膜厚度、折射率、红外光谱、晶态以及激光损伤阈值的影响,并对薄膜的激光损伤形貌进行了分析.研究结果表明:HfO2薄膜的折射率可达到1.655;采用150 °C左右的温度对薄膜进行热处理可以提高薄膜的激光损伤阈值,此时薄膜的激光损伤阈值高达42.32 J/cm2(1 064 nm,10 ns),大大高于物理法制备的HfO2薄膜的激光损伤阈值(8.6 J/cm2,1 064 nm,12 ns).

摘要： 光热敏折变玻璃(Photo-Thermo-Refractive glass)是一种硅酸盐高透过率光学微晶玻璃,其基础玻璃中紫外线辐照部分经热处理后析出纳米级氟化钠晶相,与未曝光区存在负折射率差值,产生永久折射率调制.该玻璃拥有良好的光敏性、结构稳定性和极高的激光损伤阈值等优点,是制造布拉格体光栅的基础材料之一.

摘要： 随着高能量、大功率激光技术的发展，促使激光防护越来越受到国内外研究者的重视，这使得薄膜的激光损伤特性研究极为重要。如何不断提高光学薄膜元件的激光损伤阈值，始终是提高激光器应用系统性能的关键。本文对MgF2薄膜的场强分布及损伤特性进行了研究：用计算机辅助模拟不同薄膜厚度薄膜的场强分布；采用电子束蒸发法技术制备了激光薄膜，用1064nm的激光器进行激光薄膜的损伤特性分析，观察样品的损伤情况。研究结果表明：场强分布对薄膜抗激光能力具有显著的影响。对于MgF2薄膜，界面处较小的场强分布及选择合适的工艺参数，可以进一步提高光学薄膜的抗激光损伤能力，有助于薄膜激光损伤阈值(LIDT)的提高，从而提高激光系统的抗激光损伤的能力。

摘要： 本文研究的是利用优化工具遗传算法(GA)设计优化中心波长为1053nm，以45°入射的平板偏振膜.首先利用matlab编写了遗传算法优化程序，设计了周期多层偏振膜.在此基础上，进一步计算并优化膜系中的驻波场.最后优化得到的膜系与周期膜系相比，薄膜内的最大电场强度减小了20％，界面上的电场强度减小了12.5％。同时，P光的透射率达到99％以上，S光的反射率仍然能达到97％以上。

摘要： 在遭受激光攻击时，卫星表面会首先受到辐照，在卫星表面占据大部分面积的温控材料可能会首先遭到破坏，本文通过地面试验，得到了在CO2激光和YAG激光辐照条件下几种常用的表面温控材料的激光损伤阈值，供参考。

摘要： 为了得到高损伤阈值基频减反膜的制备方法，研究了阶段离子束辅助制备方式对薄膜性质的影响。首先采用电子枪蒸发及离子束辅助沉积制备了氧化铪及氧化硅单层膜，采用阶段离子束辅助沉积及全程非离子束辅沉积制备了基频减反膜。对所有样品的弱吸收、残余应力、激光损伤阈值进行了测量。结果发现相对最子枪热蒸发制备的样品.离子束辅助沉积的单层膜具有大的弱吸收、减小的张应力或增加的压应力、低的激光损伤阈值：相对电子枪热蒸发沉积制务的样品，阶段离了束辅助沉积制备的减反膜剩余应力变小，弱吸收销微增加，激光损伤阈值从10.91 J/cm增加到18J/cm2。分析表表明，离了束辅助沉积方式在引入提高样品激光损伤阈值的有利因素同时，也引入了不利因素，阶段离子束辅助沉积在引入有利因素的同时，有效减少了不利因素的引入，从而可提高样品的激光损伤阀值。

摘要： 本文研究了1064nm激光预处理对高反膜和减反射膜抗激光损伤特性的影响,并探讨了多脉冲激光辐照累积损伤与激光预处理之间的关系.利用电子束蒸发技术制备了中心波长为1064nm的HfO2/SiO2高反膜和减反射膜,采用三能量台阶提升的方式进行了小光斑扫描激光预处理,并依照国际标准ISO11254-1.2对激光预处理前后样品的单脉冲和多脉冲激光损伤阈值进行了测试.结果发现,高反膜的单脉冲和和多脉冲激光损伤阈值都得到了不同程度的提升,并且单脉冲激光损伤阈值得到的增强最明显.而且发现,高反膜存在明显的累积损伤,随着激光脉冲数目的增加阈值降低.然而,减反射膜即没有表现出激光预处理的增强效果,也不存在多脉冲作用的累积损伤特性.

摘要： 本发明涉及一种可测量损伤阈值的高能激光损伤真空实验系统，能够实现表面不同程度的损伤和实时探测损伤阈值，适用脉冲激光、连续激光和超连续激光等激光源，利用调束透镜组、激光功率计和电动平移台上调焦透镜的结合，在不需要增大激光输出功率的情况下，就可实现激光到靶功率密度的可调可测。实验系统整体结构简单、成本低、易搭建、适用性强，系统采用简易式真空装置，真空度可靠性高，使用寿命长，可应用在卫星帆板、空间站等空间环境领域的激光损伤实验中。

摘要： 本发明公开了一种具有高激光损伤阈值的激光薄膜的制备方法，在可牺牲性基底上采用离子束溅射技术进行二氧化硅基底的重建，然后在新建的二氧化硅基底表面沉积薄膜材料，获得相应的光学功能，最后通过水浸泡溶解的方法除去原始的可牺牲性基底，获得高阈值薄膜。本发明采用了一种重建基底的方法，避免了常规的基底对薄膜阈值的不利影响，有利于提高薄膜的抗激光损伤能力；同时，由于本发明中的最终的二氧化硅基底是重建在一种容易去除的可牺牲性基底上面，可以非常方便的将原始基底除去，而不影响最终获得的薄膜的质量及性能。该方法解决了常规的激光薄膜无法克服基底主导损伤的局限性，提高了薄膜的激光损伤阈值。

摘要： 本发明公开了一种基于多尺度计算损伤前驱体对光学材料激光损伤阈值的评估方法，(1)本发明考虑米散射理论，将多种类型的损伤前驱体作为激光吸收源，结合热传输模型，动态地向光学材料中引入激光能量，评估损伤前驱体对材料损伤阈值影响。与现有单纯的表面固定热源(设定局部初始高温)的模拟方法不同。(2)本发明中涵盖了涉及光学材料的多种参数，通过调整相关参数，可以模拟分析多种光学材料的损伤阈值和损伤半径。这与现有的只针对单一材料的激光损伤模拟模型不同。

摘要： 本发明提供一种光学元件激光损伤阈值测试中损伤点识别方法，解决现有图像处理方法无法解决由光照不均匀、对比度低、损伤点粘连、像素偏移对损伤点识别准确性影响的问题。该方法包括步骤：1)将损伤前、损伤后图像转换为损伤前、损伤后灰度图像；2)对损伤前、损伤后灰度图像均采用两种局部二值化算法处理并融合，得到二值化后的损伤前融合图像和损伤后融合图像；3)根据相位相关计算出的像素偏移量对损伤前融合图像进行仿射变换，再背景差分运算得到仅存在损伤点的二值化图像；4)对仅存在损伤点的二值化图像进行闭运算再迭代腐蚀，得到核信息；5)生成分水岭分割的种子区域；6)使用分水岭分割算法对损伤后图像进行分割，获取损伤点信息。

摘要： 一种皮秒激光光学元件的全角度真空激光损伤阈值测试装置与方法，包括光学元件固定系统，损伤用皮秒激光系统，皮秒激光损伤监测系统和激光防护模块；该装置中与真空环境相关的在线CCD成像系统和待测光学元件放置角度固定，将需要调节的部分限制在调节自由度比较大的空气环境，通过利用旋转和上下移动的偏振片方便地实现了真空环境中皮秒激光光学元件的全角度激光损伤测试，避免了涉及真空环境调节不便的问题。该方法在测试区域内采用光斑叠合测试方法，并结合多脉冲辐照考察损伤的稳定性，能够准确评估光学元件在皮秒激光应用下可安全承受的能量密度。

摘要： 本发明公开了一种基于多模态原位测试的强激光元件激光损伤阈值预测方法、系统及介质，本发明方法包括获取针对被测强激光元件使用多模态原位检测技术实现包括表面缺陷激光散射测试、亚表面缺陷共聚焦荧光测试、光热显微成像和激光诱导损伤阈值多种检测模态在内的多模态缺陷原位测试得到的多模态缺陷原位测量的量化评价指标数据；将多模态缺陷原位测量的量化评价指标数据输入预先训练好的机器学习分类模型，得到被测强激光元件的激光诱导损伤阈值H。本发明不需对被测强激光元件进行破坏性的阈值测试实验，避免传统阈值测试方法对被测激光元件的破坏，具有检测精确度高、可信程度更高的优点。

摘要： 本发明公开了一种具有高激光损伤阈值的激光薄膜的制备方法，在可牺牲性基底上采用离子束溅射技术进行二氧化硅基底的重建，然后在新建的二氧化硅基底表面沉积薄膜材料，获得相应的光学功能，最后通过水浸泡溶解的方法除去原始的可牺牲性基底，获得高阈值薄膜。本发明采用了一种重建基底的方法，避免了常规的基底对薄膜阈值的不利影响，有利于提高薄膜的抗激光损伤能力；同时，由于本发明中的最终的二氧化硅基底是重建在一种容易去除的可牺牲性基底上面，可以非常方便的将原始基底除去，而不影响最终获得的薄膜的质量及性能。该方法解决了常规的激光薄膜无法克服基底主导损伤的局限性，提高了薄膜的激光损伤阈值。

摘要： 本申请涉及激光光学领域，公开了一种高激光损伤阈值金刚石镜片及其制备方法，高激光损伤阈值金刚石镜片的制备方法包括以下步骤：在单晶金刚石衬底上沉积一层单晶金刚石薄膜；利用有限元方法设计微柱状结构阵列；在所述单晶金刚石薄膜上镀制一层金属膜；将所述微柱状结构阵列的顶面轮廓图案光刻到所述金属膜上，显影；对所述金属膜表面进行垂直刻蚀；对所述单晶金刚石衬底进行倾斜旋转刻蚀；去除所述微柱状结构上的金属膜。采用本申请制备方法制备得到的高激光损伤阈值金刚石镜片为全金刚石镜片，具有较高的激光损伤阈值，且制备方法简单。

摘要： 一种熔融石英光学元件加工表面激光损伤阈值预测方法，它属于工程光学领域，本发明为解决现有的激光损伤阈值测试方法，会破坏熔融石英光学元件加工表面，耗费大量试验材料，且适用性不够广泛问题，本方法按以下步骤进行：步骤一、基于变激发光波长荧光探测实验，确定光学元件加工表面缺陷能级结构；步骤二、基于电子跃迁理论和原子轨道理论，建立光学元件加工表面非线性离化模型；步骤三、给定服役激光波长，计算熔融石英光学元件达到激光损伤阈值时临界自由电子密度；步骤四、获取熔融石英光学元件无缺陷表面各个能级电子密度随时间演变曲线；步骤五、获得熔融石英光学元件加工表面被检位置的激光损伤预测阈值。

摘要： 本发明提出的一种不同偏振态激光损伤阈值测试的装置与方法，通过设置λ/2波片和偏振分光棱镜组成作用激光的衰减调节单元，λ/2波片和偏振分光棱镜组成激光偏振分光单元，可实现在相同测试条件下，测试s线偏振光和p线偏振光对同一元器件的损伤阈值；通过在第二偏振分光棱镜的反射光路和透射光路中设置切入和切出的λ/4波片，可实现在相同测试条件下，测试圆偏振光和椭圆偏振光对同一元器件的损伤阈值，还可测试圆偏振光和椭圆偏振光对同一元器件的损伤阈值，或者测试线偏振光和任意偏振光对同一元器件的损伤阈值；本装置为了提高散射探测灵敏度，采用线偏振光散射探测法测试样品损伤情况，同时可以测试线偏正光散射后偏振特性是否发生变化。