激光脈寬對光學(xué)薄膜元件熱損傷的影響
本文選題:激光損傷 + 光學(xué)薄膜。 參考:《激光與紅外》2017年01期
【摘要】:納秒量級及以下脈寬激光致光學(xué)薄膜元件的損傷研究持續(xù)了幾十年,但納秒量級以上脈寬卻很少提及。因此,針對10 ns~1 ms量級區(qū)間不同脈寬激光輻照光學(xué)薄膜元件產(chǎn)生的熱損傷進(jìn)行了研究,計算了高反膜、增透膜和干涉濾光片三種典型光學(xué)薄膜元件的溫度場分布,并分析了其激光熱損傷特性。結(jié)果表明,對于長脈寬激光,熱擴(kuò)散深度大,薄膜損傷的電場效應(yīng)被削弱,熱傳導(dǎo)效應(yīng)在損傷中占據(jù)主導(dǎo)地位,損傷可至基底;短脈寬激光損傷對薄膜內(nèi)部的電場分布更為敏感,損傷發(fā)生在溫度最高值附近的膜層區(qū)域。進(jìn)而開展了10 ns與1 ms脈寬激光致光學(xué)薄膜元件的損傷實驗,損傷閾值及形貌特征與溫度場計算結(jié)果顯示的熱損傷特性相符。
[Abstract]:The damage of optical thin film elements caused by nanosecond laser pulses has been studied for several decades, but the pulse width above nanosecond level is seldom mentioned. Therefore, the thermal damage caused by laser irradiation on optical thin film elements with different pulse widths in 10 ns~1 Ms region is studied. The temperature field distributions of three typical optical thin film elements, high reflection film, antireflection film and interference filter, are calculated. The characteristics of laser thermal damage are analyzed. The results show that the electric field effect of thin film damage is weakened for long pulse width laser with large thermal diffusion depth, and the thermal conduction effect plays a dominant role in the damage, and the damage can be reached to the substrate. The short pulse width laser damage is more sensitive to the electric field distribution in the film, and the damage occurs in the film area near the highest temperature. Furthermore, the damage experiments of 10 ns and 1 Ms pulse width laser induced optical thin film elements have been carried out. The damage threshold and morphologic characteristics are in agreement with the thermal damage characteristics of the calculated results of the temperature field.
【作者單位】: 安徽工業(yè)大學(xué)數(shù)理科學(xué)與工程學(xué)院;南京理工大學(xué)理學(xué)院;
【基金】:江蘇省自然科學(xué)基金青年基金(No.BK20130751) 安徽工業(yè)大學(xué)青年科研基金(No.QZ201515)資助
【分類號】:TN249;O484.4
【參考文獻(xiàn)】
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【共引文獻(xiàn)】
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本文編號:2079513
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