高能激光诱导薄膜行为变迁特性研究

【摘要】薄膜元件是激光系统的重要组成部分,随着激光技术的发展,激光系统的输出功率不断提高,在高能量激光的作用下,强烈的电磁场将会使系统中的薄膜元件发生复杂而丰富的变化,这种变化会使薄膜的性能发生改变,而激光系统的功能也会因此受到影响。只有对薄膜在激光下的性能变化进行研究,了解薄膜在激光下损伤阈值(LIDT)的变化规律,才能对薄膜在实际应用场合下的行为变化进行预测、干预及调控。本文采用电子束热蒸发技术分别制备了单层TiO2和SiO2薄膜,采用不同的激光辐照条件(辐照能量、脉冲次数)对薄膜以能量密度低于薄膜LIDT的激光进行辐照,研究激光辐照对单层膜性能(光学性能、微观结构及抗激光损伤能力)的影响；再通过薄膜材料的组合制备成多层高反膜,研究高反膜在激光辐照下性能的变化。最终的研究结果表明：1.对于单层TiO2和SiO2薄膜而言,激光辐照会使TiO2薄膜样片的折射率升高、消光系数不变,从而导致样品透射率降低；激光辐照对SiO2薄膜样片的透过率、折射率及消光系数均无明显的影响,但其会使薄膜厚度减小。另外,激光辐照能够改善薄膜的微观形貌,使薄膜抗激光损伤能力增强,当激光辐照能量为薄膜LIDT的60%时,薄膜的抗激光损伤能力提高的最为明显。2.对于多层高反膜G|(HL)8H2L|A而言,激光辐照使薄膜的表面形貌得到改善,其中当辐照激光能量为LIDT的60%时,薄膜表面团簇分布最为均匀,表面更平整光洁；另外,40%LIDT及60%LIDT的激光辐照,能提高薄膜的抗激光损伤能力,80%LIDT的激光辐照对薄膜的抗激光损伤能力无明显影响。辐照之后的激光损伤阈值在激光辐照能量为60%LIDT寸达到最大值,相比于未进行激光辐照的薄膜提高了17%；随着激光辐照次数的增加,薄膜的LIDT降低。
【作者】郭芳；
【导师】徐均琪；
【作者基本信息】西安工业大学，光学工程，2014，硕士
【关键词】薄膜；TiO2；SiO2；激光辐照；激光损伤阈值(LIDT)；光学性能；

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