氟化钙晶体的紫外激光损伤平台搭建及损伤特性研究
发布时间：2021-10-26 16:41
随着激光技术的发展,强激光损伤光学系统中光学元器件的问题逐渐受到关注。紫外激光单光子能量高、分辨率高、热效应小,在工业、医疗、科研、军事等领域被广泛应用。紫外强激光对于材料的诱导损伤日益被重视。氟化物晶体作为性能优良的紫外窗口材料,即使在深紫外波段也有良好的透过率,且抗氟气反应,可用于氟气环境,有着其它紫外窗口材料无法比拟的优势。目前对于紫外波段的激光诱导损伤研究报道较红外与可见光波段少,且以紫外熔石英为主。研究氟化物晶体在紫外激光作用下的诱导损伤不仅利于深入理解紫外激光与物质相互作用的过程,而且可以为激光加工和激光攻防领域提供重要参考依据。准分子激光单脉冲能量大,波长范围广、峰值功率高,是典型的紫外激光光源。本文以193 nm ArF和248 nm KrF准分子激光为光源,搭建完成紫外激光损伤平台,选取氟化物晶体中典型的氟化钙作为研究对象,探究氟化钙晶体在193 nm、248 nm激光辐照下的初始损伤、损伤增长特性,从损伤形貌、损伤阈值、缺陷分布特征、缺陷诱导损伤机制等角度开展一系列试验研究。主要成果如下:1、针对放电激励准分子激光系统的强电磁干扰能量波动大的问题,设计并改进了信号传...
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－３频率读収流程图??Ｆｉ．?３－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｏｕｎｔｉｎｆｒｅｕｅｎｃ
是一款低成本实用的电压－频率（ＶＦＣ）转换芯片，外部仅需接一个简单的ＲＣ??网络便可以设置最高５００?ｋＨｚ的任意满量程频率。其线性误差小、温漂低、电流??输出高的特性，能够满足本方案的要求。从图３－４可以看出，在满量程５?Ｖ下在??进行电压－频率转化时，输出延时时间不到１０?ｌａｓ。??????礞??＿?ｉｆｆ?＇?１?ｉｎ?—ｉｍｒｒ?碑??？ｏ〇ｖ？ｄＮ?？〇〇ｕ？ａ？ｖ?Ｗｋ?ＪＷｖ??１?８２０Ｖ〇ｒ？１?．ＩＳＯＯＶｏｆｔｌ?ｓ〇〇ｌ＞￡?２Ｓ０３Ｈ?Ｕｇｔ?ＪＥ??－?？０〇ｖ?２４?５５Ｖ??９?９０＊＊?４扔?Ｖ??＿?１１ＷＶ?鬌．．？?－ｎｗｙ??图３－４?ＡＤ６Ｍ在满欺程下阶跃响应时间图??Ｆｉｇ．?３－４?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｔｉｍｅ?ｏｆ?ＡＤ６５４?ａｔ?ｆｕｌｌ?ｓｃａｌｅ??在对频率信号进行计数时，当捕获到第ＡＡ个脉冲信号，而未到第Ｗ＋ｌ个脉??冲时，计数结果都为误差??０?１?Ｉ?，、??５＝—?＝??（３．１）??Ｎ?．ｆ，Ｔ??如图３－５所示，在频率一定时，检测时间越长，误差越小，精度越高；当采??样时间一定时，待测频率越髙
每隔约１００?ｍｂａｒ记录传感器的输出电丨土以??及主控对频率信号的处理值。从图３－６可以看出，检测得到的气压值为传感器输??出电压信号的２倍，准确完成了对气压传感器信号的处理。通过计算，两组数据??的皮尔森［５３］相关系数高达０．９９９９９４。??３５００－?—ｐｒｅｓｓｕｒｅ??＿?ｉ？丨ｎｅａｒ?ｆｉｔ丨?遍？’??３０００－?■■??■??百?２５００－?■■疆??Ｉ?■■■??ｇ?２０００－?犛■??ｗ?■＊??８?１５００－?■■??１０００－?■＂??■??■??５００－??〇?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００??ｓｅｎｓｏｒ?（ｍＶ）??阁３－６佶号源、频率处理／ｎ数据对比阉??Ｆｉｇ．?３－６?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ?ｄａｔａ??３．?３．?２?ＫｒＦ准分子激光器的能量检测信号??在准分子激光器运行过程中，对脉冲能量检测的实时性要求较高，为保证当??前脉冲能量的检测不受上一个脉冲影响，在对上一个脉冲检测完毕之后，对能量??检测模块进行复位。为保证检测精度，取采样时间为２?ｍｓ，理论上最高可以检??测５００?Ｈｚ的信号，且误差可以控制在１％。。??对一台输出能量在５０－２５０?ｍＪ、重复频率在０￣１００?Ｈｚ的ＫｒＦ准分子激光器上，??利用滨松紫外光电二极管对激光器高反镜的漏光进行检测，通过对光电二极管的??信号作积分、采样、峰值保持、隔离放大后得到表征能量强度的电压信号
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏紫外激光脉冲能量在线检测系统设计[J]. 李文洁,赵读亮,林颖,梁勖,方晓东. 红外与激光工程. 2017(12)
[2]紫外激光器及其在微加工中的应用[J]. 聂世琳,管迎春. 光电工程. 2017(12)
[3]高频飞秒激光对硅材料烧蚀的热积累效应[J]. 李志明,聂劲松,胡瑜泽,王磊. 激光与红外. 2017(04)
[4]紫外激光诱导击穿光谱的应用与发展[J]. 陈亮,游利兵,王庆胜,尹广玥,褚状状,方晓东. 激光技术. 2017(05)
[5]放电准分子激光电磁干扰环境下控制系统设计[J]. 马英岚,梁勖,赵读亮,方晓东. 激光技术. 2017(02)
[6]准分子激光辐照K9玻璃的热力效应分析[J]. 王玺,方晓东. 强激光与粒子束. 2016(04)
[7]准分子激光微透镜整形均束装置[J]. 靳羽华,赵艳,蒋毅坚. 中国激光. 2015(06)
[8]纳秒激光诱导损伤熔石英玻璃的动力学过程[J]. 邱荣,王俊波,任欢,周强,田润妮,李晓红,刘浩,马平. 强激光与粒子束. 2013(11)
[9]双复眼透镜间相对位置误差对光束匀化的影响[J]. 黄威,尉昊赟,李岩. 激光技术. 2013(01)
[10]磁流变抛光光学表面加工面形控制技术研究[J]. 康桂文,张飞虎. 金刚石与磨料磨具工程. 2010(05)
博士论文
[1]工业及医用准分子激光系统关键技术研究[D]. 赵读亮.中国科学技术大学 2017
[2]准分子激光损伤K9玻璃和熔石英的理论与实验研究[D]. 王玺.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]准分子激光控制和保护电路设计与研究[D]. 李文洁.中国科学技术大学 2017
[2]基于超快激光的超光滑光学表面制造技术研究[D]. 李晓岗.西安工业大学 2015
[3]熔石英紫外激光初始损伤形态研究[D]. 刘志超.中国工程物理研究院 2009
本文编号：3459846
【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校
【文章页数】：68 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图３－３频率读収流程图??Ｆｉ．?３－３?Ｆｌｏｗ?ｃｈａｒｔ?ｏｆ?ｃｏｕｎｔｉｎｆｒｅｕｅｎｃ
是一款低成本实用的电压－频率（ＶＦＣ）转换芯片，外部仅需接一个简单的ＲＣ??网络便可以设置最高５００?ｋＨｚ的任意满量程频率。其线性误差小、温漂低、电流??输出高的特性，能够满足本方案的要求。从图３－４可以看出，在满量程５?Ｖ下在??进行电压－频率转化时，输出延时时间不到１０?ｌａｓ。??????礞??＿?ｉｆｆ?＇?１?ｉｎ?—ｉｍｒｒ?碑??？ｏ〇ｖ？ｄＮ?？〇〇ｕ？ａ？ｖ?Ｗｋ?ＪＷｖ??１?８２０Ｖ〇ｒ？１?．ＩＳＯＯＶｏｆｔｌ?ｓ〇〇ｌ＞￡?２Ｓ０３Ｈ?Ｕｇｔ?ＪＥ??－?？０〇ｖ?２４?５５Ｖ??９?９０＊＊?４扔?Ｖ??＿?１１ＷＶ?鬌．．？?－ｎｗｙ??图３－４?ＡＤ６Ｍ在满欺程下阶跃响应时间图??Ｆｉｇ．?３－４?Ｓｔｅｐ?ｒｅｓｐｏｎｓｅ?ｔｉｍｅ?ｏｆ?ＡＤ６５４?ａｔ?ｆｕｌｌ?ｓｃａｌｅ??在对频率信号进行计数时，当捕获到第ＡＡ个脉冲信号，而未到第Ｗ＋ｌ个脉??冲时，计数结果都为误差??０?１?Ｉ?，、??５＝—?＝??（３．１）??Ｎ?．ｆ，Ｔ??如图３－５所示，在频率一定时，检测时间越长，误差越小，精度越高；当采??样时间一定时，待测频率越髙
每隔约１００?ｍｂａｒ记录传感器的输出电丨土以??及主控对频率信号的处理值。从图３－６可以看出，检测得到的气压值为传感器输??出电压信号的２倍，准确完成了对气压传感器信号的处理。通过计算，两组数据??的皮尔森［５３］相关系数高达０．９９９９９４。??３５００－?—ｐｒｅｓｓｕｒｅ??＿?ｉ？丨ｎｅａｒ?ｆｉｔ丨?遍？’??３０００－?■■??■??百?２５００－?■■疆??Ｉ?■■■??ｇ?２０００－?犛■??ｗ?■＊??８?１５００－?■■??１０００－?■＂??■??■??５００－??〇?２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００?１６００?１８００??ｓｅｎｓｏｒ?（ｍＶ）??阁３－６佶号源、频率处理／ｎ数据对比阉??Ｆｉｇ．?３－６?Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?ｓｉｇｎａｌ?ａｎｄ?ｐｒｏｃｅｓｓｅｄ?ｄａｔａ??３．?３．?２?ＫｒＦ准分子激光器的能量检测信号??在准分子激光器运行过程中，对脉冲能量检测的实时性要求较高，为保证当??前脉冲能量的检测不受上一个脉冲影响，在对上一个脉冲检测完毕之后，对能量??检测模块进行复位。为保证检测精度，取采样时间为２?ｍｓ，理论上最高可以检??测５００?Ｈｚ的信号，且误差可以控制在１％。。??对一台输出能量在５０－２５０?ｍＪ、重复频率在０￣１００?Ｈｚ的ＫｒＦ准分子激光器上，??利用滨松紫外光电二极管对激光器高反镜的漏光进行检测，通过对光电二极管的??信号作积分、采样、峰值保持、隔离放大后得到表征能量强度的电压信号
【参考文献】：
期刊论文
[1]高灵敏紫外激光脉冲能量在线检测系统设计[J]. 李文洁,赵读亮,林颖,梁勖,方晓东. 红外与激光工程. 2017(12)
[2]紫外激光器及其在微加工中的应用[J]. 聂世琳,管迎春. 光电工程. 2017(12)
[3]高频飞秒激光对硅材料烧蚀的热积累效应[J]. 李志明,聂劲松,胡瑜泽,王磊. 激光与红外. 2017(04)
[4]紫外激光诱导击穿光谱的应用与发展[J]. 陈亮,游利兵,王庆胜,尹广玥,褚状状,方晓东. 激光技术. 2017(05)
[5]放电准分子激光电磁干扰环境下控制系统设计[J]. 马英岚,梁勖,赵读亮,方晓东. 激光技术. 2017(02)
[6]准分子激光辐照K9玻璃的热力效应分析[J]. 王玺,方晓东. 强激光与粒子束. 2016(04)
[7]准分子激光微透镜整形均束装置[J]. 靳羽华,赵艳,蒋毅坚. 中国激光. 2015(06)
[8]纳秒激光诱导损伤熔石英玻璃的动力学过程[J]. 邱荣,王俊波,任欢,周强,田润妮,李晓红,刘浩,马平. 强激光与粒子束. 2013(11)
[9]双复眼透镜间相对位置误差对光束匀化的影响[J]. 黄威,尉昊赟,李岩. 激光技术. 2013(01)
[10]磁流变抛光光学表面加工面形控制技术研究[J]. 康桂文,张飞虎. 金刚石与磨料磨具工程. 2010(05)
博士论文
[1]工业及医用准分子激光系统关键技术研究[D]. 赵读亮.中国科学技术大学 2017
[2]准分子激光损伤K9玻璃和熔石英的理论与实验研究[D]. 王玺.中国科学技术大学 2016
硕士论文
[1]准分子激光控制和保护电路设计与研究[D]. 李文洁.中国科学技术大学 2017
[2]基于超快激光的超光滑光学表面制造技术研究[D]. 李晓岗.西安工业大学 2015
[3]熔石英紫外激光初始损伤形态研究[D]. 刘志超.中国工程物理研究院 2009
本文编号：3459846
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