熔石英光學元件是高功率激光裝置中重要的組成部分,在加工成型過程中由于受力不均勻或雜質(zhì)的引入會造成亞表面缺陷（如裂紋、劃痕等）。因為其亞表面缺陷吸收激光的能力特別強,當激光輻照熔石英光學元件時亞表面缺陷會迅速吸收激光能量,導致局部溫度急劇升高進而會發(fā)生熱熔、炸裂現(xiàn)象造成熔石英的損傷,這種損傷稱為激光誘導損傷。探測熔石英光學元件亞表面缺陷,提高熔石英光學元件的抗激光誘導損傷能力,延長光學元件的使用壽命是目前迫切需要解決的問題。熒光無損探測是一種無損探測熔石英亞表面缺陷比較好的方法,但是由于熔石英亞表面缺陷自身熒光信號相對較弱,微小的亞表面缺陷不容易被探測到,從而不利于準確的分析亞表面缺陷。本文主要通過HF酸和離子束刻蝕逐層剝離熔石英光學元件,研究熔石英亞表面缺陷的變化規(guī)律以及所在的深度范圍。根據(jù)熔石英亞表面缺陷的變化規(guī)律以及所在深度范圍,選擇拋光的方法將熒光劑加入到熔石英亞表面缺陷中以增強其熒光強度,從而有利于熔石英亞表面缺陷的探測。本文主要結(jié)果如下:1)采用質(zhì)量分數(shù)相同的HF酸溶液逐層刻蝕熔石英光學元件,熔石英光學元件的刻蝕深度分別為300nm、1μm、3μm、5μm、10μm和15μm... 

【文章頁數(shù)】：56 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
1 緒論
    1.1 引言
    1.2 熔石英材料的損傷機理
        1.2.1 本征損傷
        1.2.2 缺陷誘導損傷
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.4 本課題的研究目的
    1.5 本課題研究的主要內(nèi)容
2 實驗方法及實驗設備
    2.1 實驗樣品介紹
    2.2 熔石英刻蝕方法和表征手段
        2.2.1 熔石英材料的刻蝕方法
        2.2.2 熔石英材料的表征手段
    2.3 熔石英亞表面缺陷檢測處理系統(tǒng)
        2.3.1 系統(tǒng)概述
        2.3.2 熒光測試方法
        2.3.3 軟件概述
    2.4 七頻超聲設備對熔石英進行超聲清洗
    2.5 光學元件的損傷測試
    2.6 實驗流程
        2.6.1 HF酸刻蝕實驗流程
        2.6.2 離子束刻蝕實驗流程
3 HF酸刻蝕熔石英亞表面缺陷剝離檢測
    3.1 熔石英刻蝕的化學機理
    3.2 熔石英元件梯度刻蝕的光學顯微鏡圖像與熒光圖像對標
    3.3 熔石英光學元件表面散射光缺陷檢測
    3.4 熔石英光學元件亞表面熒光缺陷檢測
    3.5 本章小結(jié)
4 熔石英亞表面缺陷離子束剝離檢測及誘導損傷
    4.1 緒論
    4.2 熒光和散射缺陷隨著刻蝕深度的變化
    4.3 光熱弱吸收值隨著刻蝕深度的變化
    4.4 表面粗糙度隨著刻蝕深度的變化
    4.5 損傷閾值隨著刻蝕深度的變化
    4.6 熒光劑的選擇以及熔石英加入熒光劑后信號強度變化
    4.7 本章小結(jié)
5 結(jié)論
致謝
參考文獻
攻讀碩士期間發(fā)表的學術論文



本文編號：3675801