储存和使用过程中污染对镀膜元件性能影响的研究

发布时间：2024-12-11 21:53

　　高能/高功率激光光元件在不同应用环境中会受到不同程度的污染,主要包括有机分子污染和颗粒污染,这些污染将会导致光学元件性能稳定性退化并缩短寿命的缩短。高能/高功率激光光学元件表面普遍会镀有低吸收强光膜,以保证元件的性能。作为高能/高功率激光系统中薄弱的环节,低吸收强光膜很大程度上限制了激光系统的性能稳定性和使用寿命。本文通过分析不同应用环境下低吸收强光膜表面形成污染的机理,根据实际使用条件搭建应用环境模拟装置进行模拟试验,分别研究了真空环境污染和实验室环境污染对低吸收强光膜性能稳定性的影响。首先分析了强激光系统中威胁镀膜光学元件的各类污染物,包括污染物的种类、来源、传播方式和镀膜元件吸附污染物的过程。并介绍了污染物对镀膜元件性能的影响,详细介绍和对比了连续激光系统和脉冲激光系统中元件表面污染引起的元件损伤机理,揭示了连续激光系统中污染引起镀膜光学元件损伤的本质原因。为研究真空环境对光学薄膜的影响,我们将离子辅助沉积法制备的1064 nm强光反射膜样品放置于真空度优于1×10^-5 Pa的不锈钢真空室,模拟真空环境下材料释气导致的光学元件表面污染。实验观测样品的吸收率和反...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1OMEGA装置示意图[2]

电子科技大学硕士学位论文2图1-1OMEGA装置示意图[2]镀膜光学元件在应用的过程中，特定环境所产生的各种污染物会对光学元件造成不利影响，比如热效应、场效应和自聚焦效应等效应会严重影响光学元件的损伤阈值、使用寿命、光束质量并最终影响激光装置的稳定运行。真空环境中的有机污染物一般....

图1-2NIF在线使用情况下，熔石英元件的表面颗粒污染所导致的损伤[20]

第一章绪论3能下降甚至激光损伤的问题与表面污染物光吸收带来的热效应有着紧密的联系[15]。国内外已有大量文献报导高能短脉冲激光系统中相关问题的研究进展，而高功率连续/准连续激光系统中相关问题的公开报导相对而言则很少[16-17]，主要是因为高功率连续/准连续激光系统的主要应用为激....

图1-3OMEGA系统光栅原件清洗残余物的统计[30]

电子科技大学硕士学位论文4用下产生极快的表面薄层加热，使得该颗粒迅速弹出元件表面，并在元件表面留下具有规则几何形貌的凹点；而弱吸收污染颗粒在强激光作用下会产生体爆裂，随后的碎片会嵌入光学元件表面，形成随机分布，所造成的进一步损伤不可预测；光学元件入射表面的污染物对元件出射面造成激....

图1-5LIGO系统结构原理图[31]

第一章绪论5(a)(b)图1-4脉冲激光对OMEGA系统受污染元件产生损伤的样貌图。(a)600fs脉冲；(b)100ps脉冲[30]加州理工大学的激光干涉引力波探测团队(LIGO)也是最关注光学元件表面污染的研究团队之一。图1-5为LIGO系统结构原理图。LIGO的连续激光器工....

本文编号：4016339