本文關(guān)鍵詞：1064nm激光高反膜制備及損傷特性研究

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【摘要】：反射鏡是激光系統(tǒng)中必不可少的光學(xué)元件,它的抗激光損傷能力嚴(yán)重影響著激光系統(tǒng)的使用壽命,制約著激光器向高能量、大功率方向發(fā)展。為了使激光系統(tǒng)實現(xiàn)穩(wěn)定的高能量輸出,必須對激光高反膜的損傷機(jī)理進(jìn)行深入研究,明確其激光損傷機(jī)制,設(shè)計并制備出性能優(yōu)良的抗強激光高反膜。本文以金屬-介質(zhì)高反膜為研究對象,它具有結(jié)構(gòu)簡單、反射區(qū)域?qū)�、反射率高、機(jī)械性能穩(wěn)定、易于制備等優(yōu)點。論文通過對薄膜激光損傷理論的分析,設(shè)計并采用熱蒸發(fā)方法在K9玻璃基底上分別沉積了金屬銀(Ag)和鋁(A1)膜,并在金屬膜層上加介質(zhì)保護(hù)膜。通過改變沉積過程中基片的溫度,研究沉積溫度對樣片的光學(xué)性能和激光損傷性能的影響�；�1-on-1的損傷測試方法、散射光強和圖像法損傷判定標(biāo)準(zhǔn),采用脈寬為10ns的1064nm調(diào)Q Nd:YAG脈沖激光器,對金屬介質(zhì)膜的損傷閾值和損傷形貌進(jìn)行了測試,為后續(xù)激光預(yù)處理提高高反膜的損傷閾值奠定了基礎(chǔ)。實驗結(jié)果表明,金屬銀-介質(zhì)膜的抗激光損傷特性優(yōu)于金屬鋁-介質(zhì)膜。在最優(yōu)的工藝參數(shù)下制備的金屬銀表面沉積9層介質(zhì)保護(hù)膜時,它在1064nm處的反射率峰值為99.57%,激光損傷閾值為6.91J/cm2。對金屬-介質(zhì)膜進(jìn)行激光預(yù)處理后,其激光損傷閾值比未處理時提高了56%,薄膜的抗激光損傷能力得到了明顯的改善。研究結(jié)果表明：基于薄膜的激光損傷理論設(shè)計激光高反膜的膜系,選擇優(yōu)良的抗激光損傷薄膜材料,在合適的沉積溫度下,制備得到的激光金屬-介質(zhì)高反膜,其抗激光損傷特性有一定的改善,對激光高反膜進(jìn)行激光預(yù)處理后可大幅度提高薄膜的激光損傷閾值。
【關(guān)鍵詞】：光學(xué)薄膜 金屬-介質(zhì)膜 激光損傷機(jī)理 激光預(yù)處理
【學(xué)位授予單位】：西安工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TN24;TB383.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-13
• 1.1 研究背景及意義8-9
• 1.2 激光高反膜的研究現(xiàn)狀9-11
• 1.2.1 激光高反膜概述9
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀9-10
• 1.2.3 國外研究現(xiàn)狀10-11
• 1.3 本文的主要研究內(nèi)容11-12
• 1.3.1 主要研究內(nèi)容11-12
• 1.3.2 研究技術(shù)路線12
• 1.4 本章小結(jié)12-13
• 2 光學(xué)薄膜的激光損傷理論13-21
• 2.1 光學(xué)薄膜的性質(zhì)與損傷的關(guān)系13-14
• 2.1.1 光學(xué)薄膜的性質(zhì)13
• 2.1.2 光學(xué)薄膜對激光的吸收和散射13-14
• 2.1.3 光學(xué)薄膜的駐波場和溫度場14
• 2.2 光學(xué)薄膜的制備工藝與對激光損傷的影響14-16
• 2.3 光學(xué)薄膜損傷機(jī)理與損傷判定16-17
• 2.3.1 光學(xué)薄膜的損傷機(jī)理16
• 2.3.2 高反膜的激光損傷判定16-17
• 2.4 光學(xué)薄膜損傷閾值的測試17-20
• 2.4.1 激光損傷閾值的檢測標(biāo)準(zhǔn)17-18
• 2.4.2 損傷閾值測試的相關(guān)概念18-20
• 2.5 本章小結(jié)20-21
• 3 1064nm激光高反膜的設(shè)計與制備21-30
• 3.1 膜系設(shè)計理論21-24
• 3.2 激光高反膜的制備工藝24-25
• 3.3 薄膜材料的選擇25-28
• 3.3.1 材料的熱力學(xué)性質(zhì)和機(jī)械性能25
• 3.3.2 材料的吸收系數(shù)和純度25
• 3.3.3 實驗中選擇的薄膜材料25-28
• 3.4 單層金屬膜的制備28
• 3.5 介質(zhì)保護(hù)膜的制備28-29
• 3.6 金屬-介質(zhì)膜的制備29
• 3.7 本章小結(jié)29-30
• 4 1064nm激光高反膜的性能表征30-50
• 4.1 光學(xué)性能和厚度測試30-37
• 4.1.1 Lambda950紫外可見近紅外分光光度計30-31
• 4.1.2 單層金屬膜光譜特性測試31-33
• 4.1.3 單層金屬膜的厚度測試33-35
• 4.1.4 金屬-介質(zhì)膜光譜特性測試35-37
• 4.2 激光損傷閾值測試37-44
• 4.2.1 實驗裝置的搭建37-39
• 4.2.2 單層金屬膜的損傷閾值測試39-41
• 4.2.3 1064nm金屬-介質(zhì)高反膜損傷閾值測試41-42
• 4.2.4 金屬-介質(zhì)高反膜的損傷形貌和特性變化42-44
• 4.3 金屬鋁膜和金屬銀膜性能對比44-46
• 4.3.1 金屬鋁膜和金屬銀膜性能對比44-45
• 4.3.2 金屬鋁介質(zhì)膜和金屬銀介質(zhì)膜性能對比45-46
• 4.4 工藝優(yōu)化及提高損傷閾值的方法46-49
• 4.4.1 工藝改進(jìn)46
• 4.4.2 對薄膜進(jìn)行激光預(yù)處理46-48
• 4.4.3 提高金屬薄膜損傷閾值的方法48-49
• 4.5 本章小結(jié)49-50
• 5 結(jié)論與展望50-52
• 5.1 結(jié)論50
• 5.2 展望50-52
• 參考文獻(xiàn)52-56
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文56-57
• 致謝57-59

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本文編號：594725