高反射膜激光零几率损伤阈值的实验研究

 在确定光学薄膜激光损伤阈值的实验数据处理过程中，发现一些样品的数据点分布偏离直线型式。对此，用国际标准规定的零几率来确定损伤阈值的同时，对测试数据点采用了不同的非直线拟合，也得到一个零几率损伤阈值。比较两者差异，并与实验测试结果对照，发现这些样品采用非直线拟合得出的零几率损伤阈值与实际情况更接近一些。     

相对不确定度在大学物理实验测量中的应用

相对不确定度是定量分析测量结果不能确定的严重程度的一个重要物理量,如何减小相对不确定度不仅与测量方法有关,而且与测量仪器也有着很大的关系。本文从几个具体的大学物理实验测量中,研究如何利用测量结果相对不确定度来选择测量样品的数量或测量仪器,从而减小测量结果的相对不确定度,以便减小测量误差,提高测量结果准确程度。     

激光量热计不确定度分析

 基于激光量热平台,对ISO 11551涉及的3种弱吸收数据处理方法——指数法、脉冲法和梯度法进行了不确定度分析。从回归分析的角度对拟合参数γ和A等进行了不确定度评估,采用Matlab软件进行不确定度的计算。采用B类评定法对质量、功率等测量参数进行不确定度评估。随机选取样本进行多次测量,验证了本文不确定度评估的有效性。分析和实验表明,拟合偏差是弱吸收测量不确定度的主要来源。指数法的相对不确定度约为0.0129,脉冲法的相对不确定度约为0.0029,是最优的数据处理方法,梯度法采用的样本点过于单一,相对不确定度约为0.0961。提高量热计精度的可行途径是改进数据处理方法和提高激光功率测量精度。     

用拉伸法测钢丝杨氏模量实验中的不确定度分析

阐述了不确定度的A类评定、B类评定和合成不确定度的一般计算方法。由贝塞尔公式计算了杨氏模量实验中各直接测量量的A类不确定度,并根据具体测量条件计算了B类不确定度。分析了杨氏模量不确定度的来源,并提出了改进措施。     

食品中硒含量的测量不确定度评定

根据原子荧光光谱法测定食品中硒的含量,分析了测量不确定度的主要来源,即校准曲线不确定度、样品预处理不确定度、测量重复性不确定度.计算得到食品中硒的测定结果的合成标准不确定度为0.15μg/kg,扩展不确定度为0.3μg/kg.     

乌兰拜兴矿区铁矿石中TFe含量分析的不确定度评定

用K2Cr2O7容量法测定铁精粉中TFe含量,详细分析了不确定度的来源,对各分量所引入的标准不确定度和相对标准不确定度进行了评定,求得测量结果的合成相对标准不确定度和相对扩展不确定度分别为0.19%和0.38%。     

强流脉冲电子束位置测量探头标定结果不确定度分析

根据探测器测量原理和标定方法、特点,分析其位置测量的不确定度主要来源于测量过程的A类不确定度、B类不确定度和最小二乘法引入的拟合不确定度,确定了各个不确定度的计算方法,得到了探测器的合成不确定度,对于应用于神龙二号直线感应加速器的电阻环和磁探测器,其合成不确定度约为0.1 mm。     

原子吸收光谱法测定岩石中铜、铅和锌的不确定度评定及方法改进

利用原子吸收光谱法进行地质样品中微量元素含量的测定简便、快速、准确、经济,目前在地质实验室中得到了广泛应用。然而复杂的前处理流程和测试过程都会不可避免地引入不确定度。根据《检验和校准实验室能力的通用要求》,实验室应适当进行测量结果不确定度的评定。本研究利用电热板消解,火焰原子吸收光谱法,测定国家标准岩石样品与采自胶东曲家金矿岩心样品中铜、铅和锌的含量。以空白样品测试结果标准偏差的三倍作为仪器检出限。标准样品及岩心样品测试结果均符合DZ/T 0130.3—2006中关于测试准确度与精密度的要求。在实验室内部,采用自下而上的方法进行测量结果不确定度的评定,确定了测量不确定度的来源,包括样品称量、样品定容、样品消解、标准系列的配制、标准曲线最小二乘拟合及重复性测量,准确计算了六个不确定分量的大小及扩展不确定度。其中,后四个分量是测量结果不确定度的主要来源。结果显示标准样品中铜、铅和锌含量测量结果不确定度均小于标准证书中给定的不确定度,岩心样品中铜、铅和锌的含量分别为（4.965±0.383）,（36.415±2.449）和（30.818±0.736）μg·g-1。对六个来源的不确定度进行比较,提出采用该方法测量岩石样品中铜、铅和锌含量时的几点改进：调整取样量或定容体积来提高待测溶液中元素浓度及吸光度、调整标准系列浓度使其与待测溶液中元素浓度相近、增加标准点和待测溶液测量次数、尽量使用相对标准不确定度小的移液管进行稀释操作等。将测量结果不确定度的评定作为有效工具,指导改进分析方法及测试流程,在岩石样品微量元素含量准确测定工作中具有重要的意义。     

开关触发延迟时间和抖动测量的不确定度分析

为明确脉冲功率装置开关触发延迟时间和抖动测量的可信度,进行了不确定度评定。使用拟合的线性关系式结合示波器水平分辨力导致的不确定度建立开关延迟时间不确定度的数学模型;根据抖动的定义建立抖动的测量不确定度数学模型。两者均按B类不确定度评定。以相关实验数据为基础计算了各个不确定度分量、合成标准不确定度以及扩展不确定度。按工程测量要求置信概率为95%,取包含因子为2,可得初级实验平台(PTS)单路样机激光触发开关触发延迟时间测量的扩展不确定度为0.38 ns;抖动测量的扩展不确定度为0.13 ns。延迟时间和抖动测量结果的不确定度满足实验分析的要求。     

碱萃取比色法测定塑胶粒中Cr（Ⅵ）含量的不确定度分析

应用EPA3060A碱萃取方法和EPA7196A二苯碳酰二肼分光光度法(比色法)测定塑胶粒中Cr(Ⅵ)含量,通过建立测试数学模型,确定不确定的来源,分析Cr(Ⅵ)测定不确定度,不确定度主要由样品质量称量、结果重复性测试、示踪液的回收率、校准曲线拟合、配制校准曲线溶液浓度、待测溶液定容等产生的测量不确定度,计算合成标准不确定度为0.06mg/kg,扩展不确定度为0.12mg/kg.     

Influence of Vacuum Organic Contaminations on Laser-Induced Damage of 1064 nm Anti-Reflective Coatings

We investigate the influence of vacuum organic contaminations on laser-induced damage threshold （LIDT） of optical coatings. Anti-reflective （AIR） coatings at 1064 nm made by Ta2 O5/SiO2 are deposited by the ion beam sputtering method. The LIDTs of AR coatings are measured in vacuum and in atmosphere, respectively. It is exhibited that contaminations in vacuum are easily to be absorbed onto optical surface because of lower pressure, and they become origins of damage, resulting in the decrease of LIDT from 24.5J/cm^2 in air to 15.TJ/cm^2 in vacuum. The LIDT of coatings in vacuum has is slightly changed compared with the value in atmosphere after the organic contaminations are wiped off. These results indicate that organic contaminations are the main reason of the LIDT decrease in vacuum. Additionally, damage morphologies have distinct changes from vacuum to atmosphere because of the differences between the residual stress and thermal decomposability of filmy materials.     

横向电场下的类金刚石薄膜激光损伤

类金刚石(DLC)薄膜在红外区有很高的透过率,但激光损伤阈值低,严重限制了其应用领域。采用直接在DLC薄膜上沉积Ti电极,基于激光损伤阈值(LIDT)测试平台,用1-on-1零几率损伤法,研究了在不同偏置电场下DLC薄膜损伤阈值及损伤形貌的变化。发现电场强度从0增加到700V/cm,损伤阈值明显增大;进一步增大偏置电场,损伤阈值相对不变。分析认为偏置电场改变了激光辐照DLC薄膜区域的光生载流子漂移速度,减小了DLC薄膜的局部热累积,减缓了薄膜的石墨化进程,提高了DLC薄膜的抗激光损伤阈值。     

Investigation on the properties of high reflective mirror prepared by ion-beam sputtering

The single-sided and dual-sided high reflective mirrors were deposited with ion-beam sputtering (IBS).When the incident light entered with 45°, the reflectance of p-polarized light at 1064 nm exceeded 99.5%.Spectrum was gained by spectrometer and weak absorption of coatings was measured by surface thermal lensing (STL) technique. Laser-induced damage threshold (LIDT) was determined and the damage morphology was observed with Lecia-DMRXE microscope simultaneously. The profile of coatings was measured with Mark Ⅲ-GPI digital interferometer. It was found that the reflectivity of mirror exceeded 99.9% and its absorption was as low as 14 ppm. The reflective bandwidth of the dual-sided sample was about 43 nm wider than that of single-sided sample, and its LIDT was as high as 28 J/cm2, which was 5 J/cm2 higher than that of single-sided sample. Moreover, the profile of dual-sided sample was better than that of substrate without coatings.     

酸蚀与紫外激光预处理结合提高熔石英损伤阈值

采用HF酸刻蚀和紫外激光预处理相结合的方式提升熔石英元件的负载能力,用质量分数为1%的HF缓冲溶液对熔石英刻蚀1~100 min,综合透过率、粗糙度和损伤阈值测试结果,发现刻蚀时间为10min的熔石英抗损伤能力最佳。采用355 nm紫外激光对HF酸刻蚀10 min的熔石英进行预处理,结果表明:紫外预处理能量密度在熔石英零损伤阈值的60%以下时,激光损伤阈值单调递增;能量到达80%时,阈值反而低于原始样片的损伤阈值。适当地控制酸蚀时间和紫外激光预处理参数能有效提高熔石英的抗损伤能力。     

Laser induced damage of multi-layer dielectric used in pulse compressor gratings

Laser induced damage threshold (LIDT) of multi-layer dielectric used in pulse compressor gratings (PCG) was investigated. The sample was prepared by e-beam evaporation (EBE). LIDT was detected following ISO standard 11254-1.2. It was found that LIDTs of normal and 51.2°incidence (transverse electric (TE) mode) were 14.14 and 9.31 J/cm2, respectively. A Nomarski microscope was employed to map the damage morphology, and it was found that the damage behavior was pit-concave-plat structure for normal incidence, while it was pit structure for 51.2°incidence with TE mode. The electric field distribution was calculated to illuminate the difference of LIDT between the two incident cases.     

缓冲层对LBO晶体上1 064 nm|532 nm二倍频增透膜的激光损伤阈值的影响

采用电子束蒸发方法在LBO晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1 064 nm,532 nm二倍频增透膜.利用Lambda900分光光度计和调Q脉冲激光装置对样品的光学性能和抗激光损伤性能进行了测试分析.结果表明,所有样品在1 064 nm和532 nm波长的剩余反射率都分别小于0.1％和0.2％.与无缓冲层样品相比,采用SiO2和MgF2缓冲层薄膜的激光损伤阈值分别提高了23.1％和25.8％,而Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低.通过观察薄膜的激光损伤形貌,分析破斑的深度信息和电场分布,表明LBO晶体上1 064 nm,532 nm二倍频增透膜的激光损伤破坏主要表现为膜层剥落,激光产生的热冲击应力使薄膜应力发生很大变化,超过膜层之间的结合而引起膜层之间的分离.采用SiO2或MgF2缓冲层可改进Al2O3膜层的质量,从而有利于提高薄膜的激光损伤阈值.     

SiO2内保护层对LiB3O5晶体倍频增透膜损伤阈值的影响

 利用离子辅助电子束沉积方法在LiB₃O₅基底上镀制了不加SiO₂内保护层和加SiO₂内保护层的倍频增透膜，测量了两类薄膜在波长1 064 nm多脉冲辐照下的激光损伤阈值，获得了两种不同的损伤形貌，并对损伤原因作了初步探讨。实验结果表明：保护层的加入把由基底膜层界面缺陷吸收所决定的阈值改变到由HfO₂膜层内缺陷吸收所决定的阈值，显著提高了倍频增透膜的抗激光损伤能力。     

气氛环境对真空窗口紫外激光诱导损伤阈值的影响机制

基于氟橡胶圈密封测试了熔石英真空窗口在351 nm激光辐照下的激光诱导损伤阈值（LIDT）,实验发现真空窗口和氟橡胶圈紧密接触后LIDT下降约50%,氟橡胶圈经多次挤压后,其对真空窗口LIDT的影响显著减弱,在此基础上对比了大气、103 Pa和10?2～10?1 Pa下真空窗口的LIDT,结果显示随着气压降低真空窗口LIDT显著下降且气压再次升高后其LIDT未有提升。基于铟丝密封对比测试了真空窗口在不同气压下的LIDT,结果未发现气体含量差异对真空窗口LIDT的影响。对比两种密封材料测试结果,认为真空窗口LIDT下降是由氟橡胶圈污染引起,且低气压下有机物释放加剧。