脉宽对中红外激光带内损伤HgCdTe材料的影响

研究了脉宽对于中红外脉冲激光带内损伤碲镉汞（HgCdTe）材料阈值的影响,使用一维自洽模型对激光辐照HgCdTe材料程中的载流子数密度,载流子对数目流,载流子对能流,载流子温度和材料晶格温度等相关参数进行仿真计算。仿真结果表明,波长2.85 μm,脉宽30 ps～10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值为200～500 mJ/cm2。其中,300 ps～3 ns脉冲激光的损伤阈值相近,均为200 mJ/cm2且低于其他脉宽激光的损伤阈值。搭建实验光路并进行相关实验验证仿真模型的正确性。实验发现,波长2.85 μm、脉宽300 ps的单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值在200 mJ/cm2左右。相同条件下,10 ns单脉冲激光带内辐照HgCdTe材料的损伤阈值约474 mJ/cm2。百皮秒脉冲激光对HgCdTe材料的损伤过程结合了热击穿和光学击穿效应,其独特的毁伤机理加剧了材料的损伤。     

掺杂晶体Cd0.35Hg0.65Ga2S4的光学特性

研究了掺杂非线性晶体Cd0.35Hg0.65Ga2S4的线性和非线性光学特性以及相位匹配.在相同的实验条件下，与已知的中红外晶体相比较，测定了该晶体的损伤阈值.实现了CO2激光二次谐波产生实验，与理论预测相一致. 关键词： 掺杂非线性晶体 Cd0.35Hg0.65Ga2S4 二次谐波产生 CO2激光     

1 319 nm连续激光辐照皮肤组织的光热效应实验研究

实验测定了离体人皮肤组织在1 319 nm连续Nd:YAG激光辐照下径向和轴向不同位置的温度分布,研究了激光辐照功率密度和作用时间对皮肤组织温升分布的影响.结果表明,皮肤组织中的温度分布与探测位置、激光辐照功率密度以及作用时间密切相关;激光输出功率密度15.80 W/cm2时安全辐照时间阈值为120 s,功率密度48.92 W/cm2时安全辐照时间阈值为6 s.     

重频激光作用下碳纤维/环氧树脂复合材料热损伤规律

 运用热化学分析、扫描电子显微技术等手段,分析了碳纤维增强环氧树脂基复合材料在ms量级重频激光辐照下的损伤形式,研究了峰值功率密度、辐照时间、重复频率和脉冲宽度等对复合材料烧蚀规律的影响。研究结果表明：在激光辐照过程中,复合材料树脂基体在300 ℃开始裂解;由于裂解气体的保护作用,碳纤维不发生氧化,而是在汽化点（3 300 ℃）汽化烧蚀;复合材料热烧蚀率随峰值功率密度和重复频率提高而增大,随辐照时间增加而减小,最终均趋于定值;增加脉冲宽度可以提高辐照区峰值温度,降低碳纤维损伤的功率密度阈值。     

ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值

以He-Ne激光作为参考光,采用反射光能量法,测量了ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值,并测量了不同功率密度的强激光辐照下探测器对参考光的反射率.实验结果表明,ns激光辐照硅光电探测器的损伤阈值为4.1×106W/cm2,在探测器被强激光损伤的初期阶段,探测器对参考光的反射率下降很快,继续增加入射激光的能量,探测器对参考光的反射率下降趋于平缓.     

石墨改性环氧树脂抗强激光辐照性能

 在激光硬杀伤防护体系研究中,制备了鳞片石墨改性环氧树脂涂层,分析了它与辐照激光能量耦合作用规律,研究了其热烧蚀性能、隔热性能等抗激光辐照性能,并对不同参数激光辐照后该材料的损伤形貌进行宏观、微观分析,确定了损伤阈值与损伤形式。实验结果表明：石墨改性环氧树脂具有优良的抗强激光辐照性能,连续激光辐照下功率密度损伤阈值高于2 kW/cm²;高温下与激光能量耦合系数仅为10%左右,稳定热烧蚀率低至μg/J量级;具备优良的纵向隔热性能,高温下热导率在10 W·K^-1·m^-1以下;低功率密度激光辐照下损伤形式为轻微氧化,高功率密度激光辐照下则以汽化烧蚀为主;材料制备工艺简单,成本低廉,与被加固材料界面结合良好。     

掺杂晶体Cd_(0.35)Hg_(0.65)Ga_2S_4的光学特性

研究了掺杂非线性晶体Cd0 35Hg0 6 5Ga2 S4 的线性和非线性光学特性以及相位匹配 .在相同的实验条件下 ,与已知的中红外晶体相比较 ,测定了该晶体的损伤阈值 .实现了CO2 激光二次谐波产生实验 ,与理论预测相一致     

面阵CCD相机的飞秒激光损伤分析

研究了飞秒激光对CCD相机的干扰和损伤效应。采用波长为800 nm,脉宽为100 fs,单脉冲能量为500μJ的脉冲激光辐照行间转移型面阵CCD相机,测量了飞秒激光对CCD相机的损伤阈值。在逐步提高到达CCD靶面能量的过程中观察点损伤、线损伤和全靶面损伤等实验现象,得到了点损伤阈值为151.2 mJ/cm2,线损伤阈值为508.2 mJ/cm2,全靶面损伤阈值为5.91 J/cm2。测量了CCD在不同损伤情况下时钟信号线间及其与地间的电阻值,通过对比CCD损伤前后的电阻值,发现线损伤和全靶面损伤时CCD垂直转移时钟线间及其与地间的电阻值明显变小。最后分析讨论了损伤部位和损伤机理。     

KDP晶体微纳米加工表层缺陷对其激光损伤阈值的影响

使用有限元方法分析了在激光辐照条件下,KDP晶体已加工表面存在的残余内应力、微裂纹及微孔等多种微纳米加工表层缺陷对晶体激光损伤阈值的影响。通过分析发现:KDP晶体微纳米加工表层缺陷的存在,会影响晶体表面的温度场及热应力场的分布,使入射激光的能量积聚在缺陷附近的很小范围内,造成晶体缺陷处产生局部熔融现象,从而使KDP晶体产生损伤,降低KDP晶体的激光损伤阈值。针对微纳米表层的微裂纹进行了损伤阈值测试实验,结果表明微裂纹的存在会降低KDP晶体的激光损伤阈值(约降低3J/cm2),实验结果与仿真结果符合得很好。     

激光辐照InSb(PV)型探测器的热损伤

 在建立高斯型连续激光辐照InSb(PV)型探测器物理模型的基础上，采用近似解析解的形式计算了圆柱形InSb靶板的2维温度场。通过数值分析得出了在激光辐照时，InSb(PV)型探测器的温升与时间的关系，并计算出相应的损伤阈值。研究表明：在强激光连续辐照下，半导体材料InSb会发生熔融损伤，且最早发生于迎光面的光斑中心，激光的功率密度越高，造成破坏所需要的时间越短；对于一定厚度胶层的InSb(PV)型探测器，只有强度大于一定阈值的连续激光辐照才可能发生熔融损伤，越薄的胶层对应的损伤阈值越大。为了增加InSb(PV)型探测器抗激光辐照能力，应该减小胶层厚度。采用该理论计算得到不同功率下的InSb熔融时间为1.57 s和4.54 s，与实验得到的2 s和 4~5 s基本吻合。     

连续波CO2激光对多晶硅探测器干扰损伤实验研究

为进一步研究激光对光电探测器的干扰及损伤,利用10.6 m连续CO2激光辐照多晶硅光电探测器,进行了干扰与损伤阈值实验研究,得到了对多晶硅探测器的饱和干扰、损伤干扰阈值分别为5.5510-4 W/cm2、0.48 W/cm2;分析了不同干扰功率、不同干扰时间的干扰效果,依据探测器受干扰程度提出了将干扰等级划分为点饱和、中度饱和、重度饱和与点损伤4个等级;通过干扰激光功率与干扰光斑面积的变化关系,得到两者按幂函数y=76.3x0.29关系变化,并依据该变化关系探讨了10.6 m脉冲激光对红外成像系统的干扰效果。     

CO2激光和等离子体清洗提高石英基片损伤阈值

 采用连续CO₂激光和真空等离子体相结合的方法对石英基片进行清洗。通过光学显微图、水接触角、透过率和损伤阈值测量分别表征了CO₂激光和等离子体对真空硅脂蒸发物污染过的石英基片的清洗效果。研究表明：对于真空硅脂蒸发物污染后的石英基片，可以先采用低能量的CO₂激光进行大面积清洗，再用真空等离子体进行精细清洗。光学显微图像表明：清洗后的基片表面的油珠被清除干净；水滴接触角由63°下降到4°；在400 nm附近，基片透过率由92.3%上升到93.3%；损伤阈值由3.77 J/cm²上升到5.09 J/cm²。     

脉冲CO2激光辐照K9玻璃的热力效应分析

利用有限元法对脉冲CO2激光辐照K9玻璃样品中的温度和应力分布进行了数值分析。对半径为20mm、厚为2mm的圆盘样品的计算结果表明，K9玻璃的损伤由环向应力控制，体损伤先于面损伤产生，且光斑半径和脉冲数目对损伤闽值有较大的影响，在激光光斑半径为5mm，脉宽为10肛s的条件下K9玻璃的单脉冲CO2激光的损伤闽值为0．5J，相应的能量密度为0．637 J／cm^2。损伤闽值随光斑半径的增大而增大，随脉冲数目的增加而变小。讨论了样品半径和厚度对损伤结果的影响，结果表明样品半径在10-20mm范围内所产生的拉伸应力较小。     

Laser induced damage studies in mercury cadmium telluride

We have investigated laser induced damage at laser wavelength in diamond paste polished (mirror finish) and carborundum polished Hg_0.8Cd_0.2Te (MCT) samples with increasing fluence as well as number of pulses. Evolution of damage morphology in two types of samples is quite different. In case of diamond paste polished samples, evolution of damage morphological features is consistent with Hg evaporation with transport of Cd/Te globules towards the periphery of the molten region. Cd/Te globules get accumulated with successive laser pulses at the periphery indicating an accumulation effect. Real time reflectivity (RTR) measurement has been done to understand melt pool dynamics. RTR measurements along with the thermal profile of the melt pool are in good agreement with thermal melting model of laser irradiated MCT samples. In case of carborundum polished samples, laser damage threshold is significantly reduced. Damage morphological features are significantly influenced by surface microstructural condition. From comparison of the morphological features in the two cases, it can be inferred that laser processing of MCT for device applications depends significantly on surface preparation conditions.     

1.06μm连续与脉冲激光对GaAs材料的联合破坏效应

 通过1.06μm连续激光和脉冲激光联合破坏GaAs材料的实验研究, 给出了GaAs材料在三种不同的连续激光功率密度辐照下, 所需脉冲激光的破坏阈值, 结果表明, 联合破坏时所需脉冲激光的破坏阈值小于单独使用脉冲激光的破坏阈值。根据轴对称二维热模型, 计算了三种情况下连续激光辐照时GaAs材料的表面温度分布曲线及表面辐照中心处温升随辐照时间的关系, 并估算了其后作用的脉冲激光对材料的温升, 对实验及计算结果进行了分析, 并着重比较了联合破坏方式和单独破坏方式的优缺点。     

Laser-induced damage studies in GaAs

Laser-induced damage studies have been carried out on monocrystal GaAs at 1.06 μm wavelength as a function of pulse repetition rate in the nanosecond regime. The single shot observed laser damage threshold is 0.9 J/cm². It has been found that the damage threshold decreases when the sample is irradiated with large number of pulses. However, the above effect is observed only when the repetition rate is higher than 1 Hz. Various laser damage mechanism theories have been discussed to explain the results.     

高功率脉冲TEA CO2激光除漆的研究

选用高功率脉冲TEA CO2激光器,对不同颜色不同种类的油漆进行了清洗实验,运用数码照片分析程序计算出清洁率,找出了完全清洗阈值和损伤阈值.实验结果较为清晰地给出了激光输出能量和重复频率对清洗效果的影响.对红色醇酸漆来说,完全清洗阈值为10.37J/cm2,而损伤阈值为11.43 J/cm2;红色金属喷漆的完全清洗阈值为9.66 J/cm2,其损伤阈值达10.37 J/cm2;黄色金属喷漆的完全清洗阈值为10.71 J/cm2,损伤阈值则为11.07 J/cm2.输出能量和重复频率未达指定参数时,激光清洗清洁率则低于100%.     

Threshold Property of Photoresist Film for Two-photon Optical Memory

1　Ｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎ　　Ｉｎｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｈｉｇｈｄｅｎｓｉｔｙｏｐｔｉｃａｌｄａｔａｓｔｏｒａｇｅ ,ｔｗｏ ｐｈｏｔｏｎｏｐｔｉｃａｌｓｔｏｒａｇｅｈａｓｂｒｏｕｇｈｔｇｒｅａｔｉｎｔｅｒｅｓｔｒｅｃｅｎｔｙｅａｒｓ,ｂｅｃａｕｓｅｔｗｏ ｐｈｏｔｏｎｓｔｏｒａｇｅｃｏｕｌｄｉｎｃｒｅａｓｅｒｅｃｏｒｄｅｄｄａｔａｄｅｎｓｉｔｙｉｎａｌａｙｅｒａｎｄｍａｋｅｉｔｐｏｓｓｉｂｌｅｔｏｒｅａｌｉｚｅ 3 Ｄｏｐｔｉｃａｌｂｉｔｄａｔａｓｔｏｒａｇｅｗｉｔｈｌｉｔｔｌｅｃｒｏｓｓｔａ…     

Threshold Property of Photoresist Film for Two-photon Optical Memory

Two-photon threshold property of photoresist films have been studied by changing exposure energy. When photoresist film is irradiated by Ti∶Sapphire laser with wavelength 770 nm, pulse width 130 fs, repetition rate 82 MHz, the damage and recording thresholds of the material are 9.15×105 J/cm2 and below 5.57×105 J/cm2, respectively. The principle experiments of two-photon optical memory are demonstrated in photoresist film. The patterns of optical bit data storage are realized at different input power density. The corresponding 3-D tomographies of these recorded spots are scanned under near-field optical microscope.