HfO_2单层膜的吸收和激光损伤阈值测试

薄膜吸收是降低膜层激光损伤阈值的重要原因,为了研究薄膜吸收对激光损伤阈值的影响,对HfO2单层膜在1 064 nm处的吸收及其在不同波长激光辐照下的损伤阈值进行了测试和分析。研究结果表明:薄膜的激光损伤阈值由薄膜吸收平均值(决定于薄膜中缺陷的种类和数量)和吸收均匀性(决定于薄膜中缺陷的分布)共同决定;根据HfO2单层膜在1064 nm波长处的吸收值,不但可以定性判断薄膜在1 064 nm波长,而且还可以判断在其它波长激光辐照下的抗激光损伤能力。     

HfO2/SiO2薄膜的激光预处理作用研究

对电子束蒸发方式镀制的HfO2/SiO2反射膜采用大口径激光进行辐照,采用激光量热计测量了激光辐射前后的弱吸收值。实验发现HfO2/SiO2反射膜在分别采用1 064 nm和532 nm的激光辐照前后薄膜吸收分别从5.4%和1.7%降低到1.4和1.2%。采用聚焦离子束技术分析了激光辐照后薄膜的损伤形态并探究了损伤原因,发现：薄膜在激光辐照下存在节瘤的地方容易出现薄膜损伤,具体表现为熔融、部分喷发、完全脱落3种形态,节瘤缺陷种子来源的差异是导致其损伤机理也存在着巨大差异的主要原因。同时这些节瘤缺陷种子来源也影响着激光预处理作用效果,激光预处理技术对于祛除位于基底上种子形成的节瘤是有效的,原因是激光辐射过后该节瘤进行了预喷发而不会对后续激光产生影响;而激光预处理技术对位于膜层中间的可能是镀膜过程中材料飞溅引起的缺陷是无效的,需要通过飞秒激光手段对该类节瘤进行祛除。     

真空环境中紫外脉冲激光对熔石英抗损伤能力的影响

在10-3Pa的高真空环境下,利用355nm的紫外脉冲激光以低于石英基片零概率损伤阈值的能量密度对其进行重复多次的全口径扫描,目的是为了研究石英基片在接受不同剂量的紫外激光辐照后其抗损伤能力的变化和原因.通过辐照过程中损伤点的扩展程度以及辐照后的抗损伤测量表明,高真空环境下紫外脉冲激光辐照后的石英基片抗损伤能力明显降低,降低的幅度更多的与其接受激光辐照的次数有关,辐照能量密度的影响相对较小;通过荧光及X射线光电子能谱(XPS)检测发现,紫外脉冲激光辐照后石英基片表面氧缺位的增加是导致其抗损伤能力下降的主要原因,其程度也直接与接受辐照的紫外脉冲激光剂量相关.     

红外激光对可见光成像系统的硬损伤

采用波长为1315nm的连续波化学氧碘激光对某型摄像机进行了辐照实验,研究了可见光CCD成像系统在响应波段外红外激光辐照下的硬损伤效应。开展了光学系统变光圈尺寸下的激光辐照实验,发现当辐照水平一定的情况下,光圈尺寸越小,光学系统越难发生硬损伤,并解释了该现象的成因;测量到光圈尺寸最大、最小两种状态下的光学系统硬损伤功率阈值分别为几十W、几百W;得到CCD的激光损伤阈值为5.5×104W/cm2;结合相机输出的视频图像与显微镜拍到的被损感光器件实物照片分析了硬损伤机理。     

多重分形谱研究溶胶-凝胶SiO2疏水减反膜的激光预处理作用

采用溶胶-凝胶提拉技术制备了SiO2疏水减反膜.使用Nd:YAG激光(波长为1064 nm,脉宽为7.5ns)采用"R on 1"方式对所得膜层进行了激光预处理.在预处理前后采用"1 on 1"方式考察了薄膜的激光损伤阈值的变化,使用原子力显微镜(AFM)观察了薄膜的表面形貌的变化,并使用多重分形谱(MFS)方法分析了薄膜分形结构的变化.结果 表明经过激光预处理后薄膜的抗激光损伤阈值有了明显提高,均方根表面粗糙度(Rq)稍有减小,膜面变平整,多重分形谱宽度收缩,分形区间的分布均匀性改善.这说明经过激光预处理后薄膜表面微结构趋向规整,使之能够承受更强的激光的辐照.同时也说明借助多重分形谱可以获得更多薄膜表面结构变化的信息,多重分形谱是探索强激光对光学薄膜辐照作用机理的一个十分有用的方法.     

飞秒激光诱导的Mn2+掺杂锗酸盐玻璃上转换发光

研究了室温下的飞秒激光诱导过渡金属Mn2+掺杂锗酸盐玻璃的上转换发光现象。样品的激发光谱与发射光谱表明,激发过程是能级6A(6S)→4E(4G)/4A1(4G)的跃迁,该过程源于Mn2+离子的4T1(4G)→6 A1(6 S)跃迁。由409 nm单色光激发样品得到的发射光谱与800 nm飞秒激光激发的光谱相一致。通过分析飞秒激光泵浦功率密度与荧光强度的依赖关系以及飞秒激光辐照样品前后的吸收谱,认为该上转换过程为双光子同时吸收过程。随着Mn2+浓度的提高,上转换发光的中心波长发生红移。     

355 nm和1064 nm双波长预处理对DKDP晶体损伤性质的影响

为了研究3ω预处理、3ω和1ω同时辐照预处理情况后DKDP晶体的3ω损伤特性,建立了双波长预处理和损伤测试实验系统,重点研究了双波长同时辐照预处理情况下1ω能量密度对预处理效果的影响,分析了双波长同时辐照预处理过程中的能量耦合机制。研究结果表明:双波长同时辐照预处理在提升DKDP晶体抗3ω激光损伤性能方面的效果明显好于单波长预处理;在双波长同时辐照预处理情况下,远低于自身预处理阈值的1ω参与了预处理作用过程;在相同3ω能量密度、能量阶梯的预处理策略下,1ω能量密度存在最佳值。     

预处理对355nm激光作用下熔石英损伤增长的影响

测试了经化学蚀刻、紫外激光预处理及其共同处理后的熔石英355 nm激光损伤阈值;研究了处理前后其损伤斑面积随激光辐照脉冲数的增长情况。结果表明,处理后熔石英355 nm激光损伤阈值得到了提高,且损伤斑面积增长变慢。利用CO2激光对熔石英表面损伤点进行了修复处理,修复后的损伤点R-on-1抗损伤阈值和基底阈值相当,损伤增长得到有效抑制。     

激光辐照环境对金属材料反射特性的影响

 利用积分球绝对测量法,对在20 Pa真空缺氧、1 000 Pa空气,10⁵ Pa空气及1 000 Pa氧气环境下,1 064 nm波长连续激光辐照30CrMnSiA碳钢材料过程中的反射光信号进行了测量,得到了30CrMnSiA碳钢在4种辐照环境下的反射率和温度变化曲线。结果表明：在空气组分辐照环境的低压到10⁵ Pa范围内,材料初始反射率随压力增大而增大;在缺氧和富氧环境的激光辐照过程中,缺氧环境下材料反射率变化缓慢,且变化拐点温度高于富氧环境,富氧环境下材料被加热后的快速氧化反应有利于材料对激光能量的吸收;不同辐照环境（缺氧和富氧）相同材料温度条件下,材料反射率并不相同。     

准分子激光辐照HgCdTe半导体材料的损伤机理研究

利用光学显微镜和扫描电子显微镜对248 nm准分子脉冲强激光辐照的HgCdTe晶片表面进行了观察,观察到一些与红外波段内激光辐照HgCdTe晶片时大不相同的实验现象.研究表明,红外波段内1 064nm激光辐照HgCdTe半导体材料的损伤机制主要为光热作用,而紫外波段248 nm准分子激光对HgCdTe材料的损伤机制既包含光化学作用也包含光热作用.分析了准分子激光对晶体的机械破坏现象,同时对HgCdTe材料在激光辐照区的条纹产生机理进行了探讨,发现激光驱动声波理论模型比光学模型和热导波模型能更好地解释HgCdTe晶体表面的条纹现象.     

1064 nm和532 nm纳秒激光同时辐照熔石英损伤规律的研究

利用Nd: YAG激光器研究基频(1064 nm)与倍频(532 nm)单独辐照和同时辐照下熔石英的损伤规律,对损伤几率进行了测试,获得损伤几率曲线与典型损伤形貌。研究结果表明:双波长同时辐照下的初始损伤阈值总是小于单波长辐照下的初始损伤阈值;基频光中加入定量倍频光后,熔石英对基频光的吸收效率提高;并且双波长同时辐照下,熔石英损伤密度增大;原因主要是熔石英表面缺陷对不同波长吸收机制的差异。     

Experiments and analysis of gold disk targets irradiated by smoothing beams of Xingguang II facilities with 350 nm wavelength

Gold disk targets were irradiated using focusing and beam smoothing methods on Xingguang (XG-II) laser facilities with 350 nm wavelength, 0.6 ns pulse width and 20-80 Joules energies. Laser absorption, light scattering and X-ray conversion were experimentally investigated. The experimental results showed that laser absorption and scattered light were about 90% and 10%, respectively, under focusing irradiation, but the laser absorption increased 5%-10% and the scattered light about 1% under the condition of beam smoothing. Compared with the case of focusing irradiation, the laser absorption was effectively improved and the scattered light remarkably dropped under uniform irradiation; then due to the decrease in laser intensity, X-ray conversion increased. This is highly advantageous to the inertial confinement fusion. However, X-ray conversion mechanism basically did not change and X-ray conversion efficiency under beam smoothing and focusing irradiation was basically the same.     

Absorption modification by laser irradiation in DKDP crystals

Laser-induced modification at 355 nm of deuterated potassium dihydrogen phosphate(DKDP) crystals following exposure to nanosecond(ns) and sub-ns laser irradiation is investigated in order to probe the absorption mechanism in damage initiation. Laser damage resistance is greatly improved by sub-ns laser conditioning,whereas only a little improvement occurred after ns laser conditioning at the same laser fluence. Moreover, scattering and transmittance variations after the two types of laser conditioning indicate similar reduction of linear absorption. However, by contrast, large differences on nonlinear absorption modification are discovered using Z-scan measurement. This characteristic absorption modification by laser irradiation provides evidence that a nonlinear absorption mechanism plays a key role in damage initiation at 355 nm.     

1 064 nm与532 nm激光对电子束蒸发制备的HfO2/SiO2高反膜损伤比较

 研究了电子束蒸发制备的HfO₂/SiO₂高反膜在1 064 nm与532 nm激光辐照下的损伤行为。基频激光辐照时损伤形貌主要为节瘤缺陷喷溅留下的锥形坑,当能量密度较大时出现分层剥落;二倍频激光损伤主要是由电子缺陷引起的平底坑,辐照脉冲能量密度稍高时也会产生吸收性缺陷引起的锥形坑,但电子缺陷的损伤阈值更低;随着辐照脉冲能量密度的增大分层剥落逐渐成为主要的损伤形貌。分析认为,辐照激光波长的变化,引起吸收机制的变化从而导致了损伤阈值及损伤机制的差异。     

氯化钠晶体的光致变色特性

系统研究了γ射线辐照和电子束轰击着色的氯化钠晶体的光致变色特性及其形成机理，在４４８Ｋ，着色晶体经几个激光脉冲照射就能有效地产生Ｆ→Ｃ转换，产生的胶体心尺度随着色剂量增加而增大，在着色氯化钠晶体中观测到吸收带位于６２５ｎｍ的新胶体心。在５２３Ｋ，可有效地产生Ｃ→Ｆ转换，实现了Ｆ和Ｃ心的可逆转换，在Ｆ带激光照射下，Ｆ→Ｃ转换主要通过Ｆ和Ｆ心光致电离后产生的可动缺陷来实现的，并从机理上提出简明的物理解     

Optical properties of silicon microcolumn grown by nanosecond pulsed laser irradiation

We have investigated the optical properties of silicon pillars formed by cumulative nanosecond pulsed excimer laser irradiation of single-crystal silicon in vacuum created under different repetition rates. The changes in optical characteristics of silicon pillar were systematically determined and compared as the number of KrF laser shots was increased from 1 to 15,000.The results show that silicon pillar PL curves exhibit a blue band around 430 nm and an ultraviolet band peaking at 370 nm with the vanishing of the green emission at 530 nm. A correlation between the intensity of the blue PL band and the intensity of the Si-O absorption bands has been exploited to explain such emission, whereas, the origin of the ultraviolet band may be attributed to different types of defects in silicon oxide.     

Ge：SiO2的光敏缺陷的研究

研究了Ｇｅ；ＳｉＯ２光敏缺陷的特性，分别在４８８ｎｍＡｒ离子激光与１９３ｎｍＡｒ准分子激光作用下，由紫外吸收带，激光荧光的测量实验及电子自旋共振实验，发现光纤中５．１ｅＶ锗缺陷吸收带实验上是由５．０６ｅＶ可光致漂白带与５．１７ｅＶ不可漂白带组成；２９５ｎｍ的激发荧光与５．０６ｅＶ的缺氧锗缺陷对应，随５．０６ｅＶ缺陷吸收带的漂白而衰减；     

偶氮接枝的聚氨酯薄膜作为光存储介质的实验研究

利用旋涂法，通过接枝共聚方法制备具有偶氮侧基的聚氨酯高分子聚合物薄膜。利用二倍频YAG激光(532nm)作为激发光，白光光源作为参考光，在室温下测试了该薄膜在激发光作用前后的吸收光谱，发现该薄膜在430一530nm内有较强的吸收。最后给出激发光强度的增大和撤去激发光后，随着无光照时间的延长，380nm与520nm波长处吸收强度的变化趋势。     

Nanocomposite ZnO/Au formation by pulsed laser irradiation

The ZnO/Au nanocomposite formation involves synthesis of Au and ZnO colloidal solutions by 532 nm pulse laser ablation of metal targets in deionized water followed by laser irradiation of the mixed colloidal solution. The transmission electron microscope (TEM) and high-resolution transmission electron microscope (HRTEM) images show evolution of spherical particles into ZnO/Au nanonetworks with irradiation time. The formation mechanism of the nanonetwork can be explained on the basis of near resonance absorption of 532 nm irradiation by gold nanoparticles which can cause selective melting and fusion of gold nanoparticles to form network. The ZnO/Au nanocomposites show blue shift in the ZnO exciton absorption and red shift in the Au plasmon resonance absorption due to interfacial charge transfer.     

γ射线辐照诱导Bi:α-BaB2O4单晶近红外宽带发光的研究

用提拉法技术生长出了掺Bi的α-BaB₂O₄单晶并经过γ射线辐照.测定了样品在室温下的吸收光谱、发射光谱及荧光衰减曲线.在808 nm波长光的激发下,经γ射线辐照后的α-BaB₂O₄单晶中发现了中心波长为1139 nm、半高宽为113 nm的近红外宽带发光现象.讨论了辐照条件和退火处理对Bi离子发光的影响.对于其发光机理进行了初步的探讨. 关键词： 近红外宽带发光 2O₄单晶')" href="#">α-BaB₂O₄单晶 辐照 退火处理