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1.  多层光学薄膜矢量散射的理论与实验研究  
   战元龄  王立《物理学报》,1990年第39卷第2期
   本文提出一种用以计算多层光学薄膜的矢量散射波场分布的新方法。并应用统计学原理,详细讨论了不同膜层界面的互相关模型及相应的光学薄膜散射特性。推导中应用了薄膜光学的惯用概念,所得公式亦比较简洁。还实验测量了光学薄膜的散射波场分布,并根据所建立的模型确定了所测光学薄膜的界面互相关特性。    

2.  单层膜体吸收与界面吸收研究  
   鲁江涛  程鑫彬  沈正祥  焦宏飞  张锦龙  马彬  丁涛  刘永利  鲍刚华  王孝东  叶晓雯  王占山《物理学报》,2011年第60卷第4期
   采用热透镜测量方法进行了SiO2和HfO2单层膜的体吸收与界面吸收分离研究.首先推导了光从薄膜侧及基底侧入射时单层膜内的驻波场分布,给出了单一厚度薄膜分离体吸收和界面吸收的计算方程式以及求解薄膜消光系数的方法.利用电子束蒸发工艺制备了半波长光学厚度(λ=1064 nm)的SiO2和HfO2单层膜,通过热透镜的测量数据实际分离了两种薄膜的体吸收和界面总吸收.计算结果表明,对于吸收小至10-6关键词: 驻波场理论 光热技术 薄膜吸收 消光系数    

3.  HfO2/SiO2双色膜在1 064 nm和532 nm激光辐照下的损伤特性  
   潘峰  陈松林  李海波  马平  王震《强激光与粒子束》,2011年第23卷第1期
    采用电子束蒸发的方式,制备了有氧化硅内保护层和没有氧化硅内保护层的1 064 nm高透过、532 nm高反射的HfO2/SiO2双色膜,测量了它们的光学性能以及在基频和倍频激光辐照下的抗损伤性能。结果表明:氧化硅内保护层提高了双色膜在基频光辐照下的损伤阈值,对双色膜在倍频光辐照下的损伤阈值无明显影响。通过观察薄膜的损伤形貌,分析破斑的深度信息结合驻波场分布,对两类双色膜在基频光和倍频光下的损伤机制做了初步探讨。分析表明:氧化硅内保护层提高了膜基界面的抗损伤性能,从而提高了双色膜在基频光下的损伤阈值。    

4.  光学薄膜界面互相关特性的确定  
   战元龄 王立《光学学报》,1989年第9卷第7期
   本文实验测量了光学薄膜的散射波场分布,根据多层光学薄膜的矢量散射理论,确定了膜层界面的互相关特性.当空间频率较低时,对于膜层层数较少的膜系,膜堆内的各界面是完全相关的;若空间频率较高,则逐渐趋于部分相关模型.实验指出,膜层界面的互相关特性亦与所采用的蒸发技术有关.    

5.  光学薄膜界面吸收对温度场的影响  被引次数:5
   赵强 范正修《光学学报》,1996年第16卷第6期
   考虑光学薄膜中界面吸收的影响,提出了模拟界面吸收层模型,并对各种膜系的温度场进行了分析计算,文中对样品激光损伤的光热偏转实时观察结果支持了这一模型。    

6.  窄带干涉滤光片抗击不同输出方式激光的损伤特性研究  被引次数:2
   高卫东  贺洪波  赵元安  范正修  邵建达《强激光与粒子束》,2005年第17卷第2期
    利用Nd∶YAG调Q单脉冲激光和自由脉冲激光对硬膜窄带干涉滤光片进行激光损伤阈值的测试,并且采用表面热透镜技术测量了滤光片的吸收率。实验发现:窄带干涉滤光片的吸收率和激光损伤阈值强烈依赖于辐照激光波长与窄带干涉滤光片通带的相对位置;在调Q单脉冲激光作用下,不同中心波长的滤光片损伤形貌存在明显的差别,而在自由脉冲激光作用下,各滤光片的损伤形貌则趋于相同,均表现为典型的热熔烧蚀破坏。根据实验结果,结合损伤形貌,通过驻波场理论对激光作用下滤光片内电场分布的分析与模拟,探讨了两种激光模式作用下滤光片的损伤特征和损伤机理的不同特点。    

7.  Q开关Nd:YAG脉冲激光对红外滤光片的损伤效应  被引次数:5
   袁永华  刘颂豪  孙承纬  罗福  范正修  廖常俊  胡海洋《强激光与粒子束》,2002年第14卷第5期
    介绍了由滤光片膜层结构决定的激光在光学薄膜中形成温度场及驻波场特性。用1.06μm调Q Nd:YAG激光器,在激光脉冲宽度10ns和光斑直径0.61μm的条件下,进行了激光辐照红外滤光片的损伤特性实验研究。根据脉冲激光辐照红外滤光片后样品损伤分析,发现滤光片的最初损伤发生在里面的膜层中,从而在实验上验证了计算得到的滤光片膜层中存在其温度场及驻波场的结果。它对提高红外滤光片的抗激光辐照能力研究具有一定的参考价值。    

8.  物理法和化学法制备的单层ZrO2膜的激光损伤行为差异  
   郭袁俊  祖小涛  蒋晓东  袁晓东  徐世珍  吕海兵  王毕艺  田东斌《强激光与粒子束》,2007年第19卷第11期
    分别采用电子束热蒸发技术和溶胶-凝胶技术在K9基片上镀制了光学厚度相近的ZrO2单层薄膜,测试了两类薄膜的激光损伤阈值。分别采用透射式光热透镜技术、椭偏仪、原子力显微镜和光学显微镜研究了两类薄膜的热吸收、孔隙率、微观表面形貌、激光辐照前薄膜的杂质和缺陷状况以及激光辐照后薄膜的损伤形貌。实验结果表明:两类薄膜的不同损伤形貌与薄膜的热吸收与微观结构有关, 物理法制备的ZrO2膜结构致密紧凑,膜层的杂质和缺陷多;化学法制备的ZrO2膜结构疏松多孔,膜层纯净杂质少,激光损伤阈值达26.9 J/cm2;因物理法制备的ZrO2膜拥有更大的热吸收(115.10×10-6)和更小的孔隙率(0.20),其激光损伤阈值较小(18.8 J/cm2),损伤主要为溅射和应力破坏,而化学法制备的ZrO2膜的损伤主要为剥层。理论上对实验结果进行了解释。    

9.  多功能抗激光损伤高反射膜  
   赵缨慰  付秀华  李珊  宫大为《中国光学》,2010年第15卷第3期
   为了能同时满足半导体激光器和YAG激光器对薄膜的特殊要求,在分析高反射膜理论的基础上,选取TiO2和SiO2为高、低折射率材料镀制了周期性多层介质高反射膜。研究了材料的光学及机械特性,重点解决了薄膜的消偏振和抗激光损伤问题。实验采用电子束真空镀膜并加以考夫曼离子源辅助沉积,利用TFC软件进行膜系设计,通过调整镀膜工艺参数和监控方法,在10mm×1.8mm的K9基底上镀制了符合要求的高反射膜,结果表明,当激光以45°入射时,薄膜在900~1100nm的P光与s光的反射率均大于99.95%。所制备的高反射膜性能稳定,抗激光损伤阈值高,能同时满足两种激光器的使用要求。    

10.  氧碘激光腔内45°入射高反射镜的膜系设计  被引次数:3
   李刚  高劲松  孙连春《强激光与粒子束》,2003年第15卷第9期
    从膜层内的驻波场分布和对膜系的相移要求出发,利用倍频的设计思想对氧碘激光腔内45°入射高反射镜进行优化设计,得出了满足对632.8nm和1 315nm双波长高反射,同时在1 315nm处有180°位相延迟的新膜系结构,与传统的设计膜系相比,此膜系大大降低了高折射率层的厚度,薄膜性能有望得到进一步提高。    

11.  长脉冲激光辐照下单层HfO2薄膜的温度场分析  
   李洪敬《应用光学》,2014年第35卷第5期
   激光系统中的光学薄膜极易受到高能激光的辐照而产生热损伤,因此研究长脉冲激光作用下光学薄膜的温度场非常重要。建立了二维轴对称杂质模型,使用有限元方法计算了单层HfO2薄膜材料的瞬态温度分布,进一步分析了铂金杂质粒子的吸收系数、填满深度对膜层及其基底最大温升的影响。结果表明:相比于纯净HfO2薄膜,当薄膜中杂质粒子深度为100 nm时,其表面最大温度增加1倍左右;当粒子深度大于750 nm时,基底温度高于薄膜表面温度,从而可以使热损伤从薄膜基底开始。研究结果对于长脉冲激光系统中的光学薄膜的制备和预处理,具有一定的指导意义。    

12.  梯度膜作为高功率激光反射膜的初步研究  被引次数:1
   邓洪祥  祖小涛  郑万国  吴卫东  徐世珍  赵军普  向霞《强激光与粒子束》,2007年第19卷第1期
    对渐变折射率薄膜替代均匀膜系作为高功率激光反射膜的可行性进行了理论研究。以较容易获得的线性共蒸法制备的光学膜在中心波长为1 064 nm的激光作用为例,分析了薄膜与基体之间波长的匹配、场强分布等问题。提出了通过改变微小单元获得梯度膜匹配厚度的数值方法,将之运用在14个周期结构的梯度膜中,并由膜系计算软件验证了所获得结果。最后通过分析Maxwell方程,计算了梯度膜中与薄膜损伤密切相关的电场强度分布。结果表明:周期性结构梯度高反射膜中的电场分布与传统高反射膜具有相似性,但相对于传统高反射膜容易在界面处出现损伤的情形而言,梯度膜更容易在表面出现损伤,使梯度膜表面反射相移接近π是高功率梯度高反射膜的设计方向。    

13.  HfO_2/SiO_2高反膜、增透膜及偏振膜的1064nm激光损伤特性  被引次数:2
   胡建平  邱服民  马平《光学技术》,2001年第27卷第6期
   高反膜、增透膜和偏振膜是Nd∶YAG激光器中的关键薄膜元件 ,其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率。由于优异的物理化学性能 ,高功率Nd∶YAG激光器的光学薄膜一般采用HfO2 /SiO2 膜料组合镀制 ,因而用此膜料镀制的光学薄膜的激光损伤特性是薄膜工作者重点关注的问题。对光学中心APS15 0 4镀膜机镀制的HfO2 /SiO2 高反膜、增透膜和偏振膜等开展了 10 64nm的激光损伤实验研究 ,用 2 0 0倍的Normaski显微镜详细分析了高反 ,增透和偏振膜的激光损伤图貌 ,发现对于脉宽为 10ns波长的 10 64nm的激光而言 ,高反膜基本表现为孔洞和等离子体烧蚀疤痕 ,孔洞是由薄膜中的节瘤 (nodular)缺陷的激光损伤引起的 ,损伤的能流密度较低 ,为薄膜的零损伤阈值密度。疤痕为薄膜的激光等离子体烧伤引起的 ,尺寸大小与激光能量密度成近似正比。增透膜一般为双面镀 ,分前后膜堆两种情况 ,前膜堆表现为孔洞和疤痕 ,与高反膜相似 ;后膜堆为孔洞型的小圆麻点聚积 ,麻点处的薄膜完全剥落 ,没有疤痕等烧伤痕迹 ,是激光在基片之间形成的驻波电场损毁 ,损伤阈值比前膜堆低 1 5倍 ,决定着增透膜的损伤阈值。偏振膜的低能量密度损伤与增透膜后膜堆相似 ,表现为孔洞型小麻点聚积 ,损伤处未见疤痕等烧蚀痕迹。对薄膜小尺度损?    

14.  光学膜层缺陷分布特征对损伤行为的影响  
   蒋晓东  黄进  刘红婕  王凤蕊  周信达  郑万国《强激光与粒子束》,2011年第23卷第1期
    对多层介质反射膜与单层化学增透膜的损伤形貌、损伤过程及膜层的吸收特性进行了实验研究。结果表明:缺陷除了可以从其形态和光学特征分类外,还可以按缺陷的功能来划分,即以缺陷的损伤阈值来区分不同缺陷的抗激光损伤能力。通过对缺陷吸收率的测量,表明膜层的损伤阈值与缺陷的分布密度和热吸收具有显著的一致性。通过对损伤阈值分布曲线研究,可以有效地对缺陷进行分级判断,从而分析光学元件表面功能性缺陷的分布状况。    

15.  双离子束溅射沉积HfO­­2光学薄膜的研究  被引次数:1
   张文杰  彭玉峰  王建成  程祖海《强激光与粒子束》,2007年第19卷第9期
    用双离子束溅射沉积氧化铪光学薄膜,并对此工艺下制备的氧化铪薄膜进行了光学性质、残余应力、结构特性以及激光损伤特性的研究。实验结果表明,用双离子束溅射沉积的氧化铪薄膜不仅结构均匀,膜层致密,无定形结构,而且具有极低的散射和吸收,均匀的非晶结构,杂质缺陷少,激光损伤阈值高。    

16.  长脉冲激光作用下薄膜表面鼓包的形成机理  
   夏志林  邵建达  范正修  吴师岗《强激光与粒子束》,2006年第18卷第4期
    在光学薄膜的激光损伤实验中,可以在显微镜下观测到激光辐照引起的尺寸较大、形状对称性很好的鼓包。从杂质气化的角度,应用弹性力学的球壳受压膨胀模型,分析薄膜表面鼓包的形成机制,同时得到了相应情况下薄膜的损伤机制。结果表明,半径越大杂质在激光辐照下越容易引起薄膜破坏,填埋得越浅的杂质也越容易引起薄膜破坏。杂质诱导破坏机制下,薄膜的裂纹首先出现在杂质附近的薄膜基体中。在薄膜中出现裂纹的临界状态时,半径越大、填埋得越深的杂质所引起的鼓包尺寸越大、高度越高。这种热力耦合模型,弥补了现有理论的不足,进一步完善了现有理论。    

17.  溶胶-凝胶ZrO2-TiO2高折射率光学膜层的抗激光损伤性能研究  被引次数:4
   梁丽萍  张磊  盛永刚  徐耀  吴东  孙予罕  蒋晓东  魏晓峰《物理学报》,2007年第56卷第6期
   采用溶胶-凝胶方法制备了ZrO2-TiO2(Ti含量为0-100 mol%)高折射率光学薄膜.借助激光动态光散射技术研究溶胶微结构.采用傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、薄膜光学常数分析仪、漫反射吸收光谱及强激光辐照实验,对膜层的结构、光学性能及抗激光损伤性能进行了系统表征.结果显示,溶胶-凝胶工艺可以在部分牺牲折射率的情况下,使膜层的抗激光损伤性能得到大幅度提升.随Ti含量从0mol%增加至100 mol%,膜层的平均损伤阈值呈下降趋势,当Ti含量从0mol%增加至60mol%时,平均损伤阈值从57.1 J/cm2下降到21.1 J/cm2(辐照激光波长为1053 nm,脉冲宽度为10 ns,"R/1"测试模式),当Ti含量从60mol%增加至100mol%时,平均损伤阈值变化很小.综合溶胶微结构、膜层光学性能和损伤实验结果可以推断,强激光诱导多光子吸收是引起膜层损伤的主要原因.不同配比的复合膜之间光学带隙的显著差异导致相同辐照激光情况下多光子吸收的概率发生变化,从而导致损伤阈值的规律性变化.    

18.  减反膜的梯度化与激光损伤阈值之间的关系研究  
   《应用光学》,2019年第1期
   光学减反膜是激光系统的重要组成部分,也是在激光照射下最容易发生损伤的部分,如何提高减反膜的激光损伤阈值是研究的热点之一。在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下,研究了不同梯度化减反膜与激光损伤阈值之间的关系。首先采用混合渐变膜系设计方法设计了一种渐变减反膜系,G/H1→H/L/A;其次通过渐变折射率分层等效方法将渐变减反膜系进行不同的梯度化,并利用PECVD技术,在K9玻璃上沉积了满足光学性能指标要求的不同渐变减反膜系(多层梯度渐变膜系和相应的坡度渐变膜系);最后进行了激光损伤阈值(LIDT)测量。研究结果表明:在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下,渐变减反膜系相比于传统减反膜系,抗激光损伤阈值有明显的提高;随着梯度化层数的增加,渐变减反膜系的激光损伤阈值呈减小的趋势;对于相同膜层的渐变折射率薄膜,采用坡度法制备的样片抗激光损伤阈值均优于采用梯度化制备的样片。    

19.  光学薄膜的小光斑扫描激光预处理研究  
   赵强  裘弘  刘晔  范正修  王之江《光学学报》,1999年第19卷第8期
   激光预处理是一种提高光学薄膜破坏阈值的新技术。采用小光斑扫描并逐步提高预处理能量的方法,对不同类型的薄膜进行了激光预处理。实验结果发现,除了HfO2/MgF2多导反射膜外,其它样品的0几率破坏阈值F0%、发生破坏的最低能量密度值FDmin1、不发生破坏的最高能量密度值FNDmax以及50%几率损伤阈值F50%都有不同程度的提高。这说明,激光预不仅可以清除薄膜听杂质和缺陷,而且可以改进薄膜的整体性能    

20.  真空条件下激光诱导光纤损伤特性研究  
   赵兴海  胡建平  高杨  潘峰  马平《物理学报》,2010年第59卷第6期
   实验研究并分析了调Q Nd:YAG 脉冲激光诱导光纤损伤特性.设计了在真空条件下全石英光纤传输1064 nm 脉冲激光实验.通过将激光注入光纤端面气压降低到10—100 Pa, 光纤端面击穿阈值提高到大气环境下的185 倍.结合光纤端面损伤形貌分析可知,光纤端面损伤主要是由于激光驻波场和烧蚀共同作用的结果,光纤端面或内部大量的缺陷降低了光纤抗激光损伤的能力.在真空条件下由于光纤端面光学击穿阈值的提高,激光诱导光纤损伤特性又表现出了另外一种损伤模式——光纤初始输入段损伤.它发生在光纤输入段附 关键词: 激光损伤 光束传输 真空 石英光纤    

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