最近、中国科学院 (CAS) 上海光学精密機械研究所 (SIPM) 高出力レーザー要素技術工学部の研究チームは、レーザー損傷防止性能とレーザー損傷防止性能の評価において新たな進歩を遂げました。さまざまなレーザー損傷試験プロトコルを使用した 532 nm 薄膜偏光子の損傷メカニズム。 この結果は、「さまざまなテストプロトコルによって評価された532nm薄膜偏光子のナノ秒レーザー損傷」というタイトルで「Optical Materials」誌に掲載された。 光学材料。
薄膜偏光子は、P 偏光を透過し、S 偏光を反射するため、高出力レーザー システムにおいて重要な役割を果たします。 1064 nm 薄膜偏光子は、米国国立点火施設 (NIF)、OMEGA EP レーザー システム、レーザー メガジュール、SG II-UP デバイスなどの大型レーザー システムの光スイッチや光アイソレーターとして一般的に使用されています。 UPデバイス。 しかし、高出力の短波長レーザーの開発に伴い、短波長薄膜光学素子のレーザー損傷耐性が限られているという問題を解決するために、偏光ビーム合成技術が導入されてきましたが、二次、三次のレーザー損傷評価は困難です。高調波偏光子も重要です。
現在、主なレーザー損傷テスト プロトコルは、1-on-1、S-on-1、ラスター スキャン、R-on-1、N -1-on{ {7}} レーザー損傷試験では、サンプル上の各試験点に単一のレーザー パルスを適用して、光学素子の初期損傷形態を研究します。 S-on-1 レーザー損傷テストでは、同じテスト ポイントに複数のレーザー パルスを適用して、長期間にわたる光学部品の累積効果と寿命を評価します。 ラスター スキャン レーザー損傷試験は、サンプルの 1 cm2 エリアを同じエネルギー密度でスキャンし、フィルム層内の個別の低密度欠陥を検出するために使用できます。 サンプルの試験可能な領域が限られている場合、R-on-1 レーザー損傷試験を選択して損傷閾値を決定できます。この試験では、同じ試験点を照射するためにレーザー エネルギー密度を段階的に増加させます。 レーザーエネルギー密度ステップの数を減らすと、R-on-1 テストが N-on-1 テストに簡素化されます。 さまざまなレーザー損傷試験プロトコルを使用すると、薄膜光学部品の損傷源を明らかにし、フィルム破損の潜在的なメカニズムを特定し、薄膜光学部品の準備プロセスの改善に役立ちます。
研究チームは、1-on-1、S-on-1、およびラスター スキャン レーザー損傷テスト プロトコルを使用して、さまざまな偏光状態で 532 nm 薄膜偏光子のレーザー損傷耐性を評価しました。 電子ビーム蒸着を使用して製造された薄膜偏光子の損傷閾値は、S 光よりも P 偏光の方が大幅に低かった。 532 nm 偏光子の 1-on-1 と S-on-1 のゼロチャンス損傷しきい値は、P 偏光では互いに非常に近いです。 損傷形態の特徴付けは、P 偏光下でのサンプルの損傷が主に、基板と膜層の間の界面の構造欠陥によって引き起こされる平底のクレーターと、溶融シリカの表面下の損傷によって引き起こされるシェル状の損傷であることを示しています。ダメージの種類は非常に安定しています。 S偏光下では、S-on-1の損傷閾値は1-on-1よりも低く、累積効果の影響が現れます。 主な損傷形態は、不完全に排出されたノジュール損傷クレーターであり、吸収欠陥によって引き起こされる損傷もマルチパルスレーザー照射下で示されます。 ラスター スキャンのゼロ損傷しきい値は両方の偏光で最も低く、薄膜偏光子の場合、欠陥密度と膜層の品質がレーザー損傷耐性に影響を与える重要な制限要因であることを示しています。
この研究は、中国科学院国際協力局の対外協力プログラムとトルコ科学技術研究評議会によって支援された。
図 1. レーザー損傷閾値と 532 nm 薄膜偏光子の典型的な損傷形態の比較
