近期，上海光機(jī)所激光薄膜“生長性”損傷問題研究取得新進(jìn)展，中科院強(qiáng)激光材料重點實驗室提出面向凹坑型缺陷的“縫合”技術(shù)，以及基于電子束雙源共蒸的漸變界面多層膜技術(shù)，并通過實驗證明能大幅度提高抗激光損傷閾值。
科研人員利用飛秒激光加工技術(shù)獲得不同尺寸的坑點（直徑：2-9μm，深度：0.2-0.6μm），定量化實驗研究了基底表面不同尺寸的坑點對Nd：YAG激光基頻波長高反射薄膜元件抗激光損傷性能的影響；為有效抑制了凹坑型缺陷導(dǎo)致的微裂紋及電場和應(yīng)力增強(qiáng)，科研人員提出了面向基底表面凹坑型缺陷的“縫合”技術(shù)，將坑點上基頻反射膜層的損傷閾值從~20J/cm2提升至~80J/cm2；針對分層剝落的損傷問題，提出基于電子束雙源共蒸的漸變界面多層膜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)多層膜中離散界面引起的諸多問題，將三倍頻反射膜的本征損傷閾值提升兩倍以上。
相關(guān)成果發(fā)表在國際著名的綜合性期刊Scientific Reports和光學(xué)類期刊Opt. Lett.上 [Scientific Reports, 6, 27076(2016)]，[Optics Letters 41, 15, 3403-3016(2016)]，[Optics Letter 41, 6, 1253-1256(2016)]。
目前，應(yīng)用高功率激光系統(tǒng)的反射膜元件的功能性損傷閾值受限于一類“生長性”損傷點。在多個脈沖的激光輻照下，這類損傷點的橫向尺寸和縱向深度會不斷增大，最終導(dǎo)致元件無法使用。2013年10月NIF官網(wǎng)（NIF Status Update）報道的NIF裝置對傳輸反射鏡的更換，也正是因為傳輸反射鏡在使用過程中出現(xiàn)了這類損傷點。介質(zhì)膜元件的“生長性”損傷問題是近年來薄膜損傷研究的熱點之一。初步研究結(jié)果表明：基底表面的結(jié)構(gòu)性缺陷是引起“生長性”損傷點的主要源頭之一，其典型的初始損傷形貌為分層剝落伴隨大面積的等離子體燒蝕。然而，基底表面結(jié)構(gòu)性缺陷對反射膜元件損傷閾值的影響仍缺乏定量研究，抑制基底表面結(jié)構(gòu)性缺陷對反射膜元件損傷閾值影響的技術(shù)途徑尚未明確。本研究進(jìn)展為抑制反射膜“生長性”損傷點，進(jìn)一步提升薄膜元件的抗激光損傷能力提出了新的方向（中科院強(qiáng)激光材料重點實驗室供稿）
科研人員利用飛秒激光加工技術(shù)獲得不同尺寸的坑點（直徑：2-9μm，深度：0.2-0.6μm），定量化實驗研究了基底表面不同尺寸的坑點對Nd：YAG激光基頻波長高反射薄膜元件抗激光損傷性能的影響；為有效抑制了凹坑型缺陷導(dǎo)致的微裂紋及電場和應(yīng)力增強(qiáng)，科研人員提出了面向基底表面凹坑型缺陷的“縫合”技術(shù)，將坑點上基頻反射膜層的損傷閾值從~20J/cm2提升至~80J/cm2；針對分層剝落的損傷問題，提出基于電子束雙源共蒸的漸變界面多層膜技術(shù)，解決了傳統(tǒng)多層膜中離散界面引起的諸多問題，將三倍頻反射膜的本征損傷閾值提升兩倍以上。
相關(guān)成果發(fā)表在國際著名的綜合性期刊Scientific Reports和光學(xué)類期刊Opt. Lett.上 [Scientific Reports, 6, 27076(2016)]，[Optics Letters 41, 15, 3403-3016(2016)]，[Optics Letter 41, 6, 1253-1256(2016)]。
目前，應(yīng)用高功率激光系統(tǒng)的反射膜元件的功能性損傷閾值受限于一類“生長性”損傷點。在多個脈沖的激光輻照下，這類損傷點的橫向尺寸和縱向深度會不斷增大，最終導(dǎo)致元件無法使用。2013年10月NIF官網(wǎng)（NIF Status Update）報道的NIF裝置對傳輸反射鏡的更換，也正是因為傳輸反射鏡在使用過程中出現(xiàn)了這類損傷點。介質(zhì)膜元件的“生長性”損傷問題是近年來薄膜損傷研究的熱點之一。初步研究結(jié)果表明：基底表面的結(jié)構(gòu)性缺陷是引起“生長性”損傷點的主要源頭之一，其典型的初始損傷形貌為分層剝落伴隨大面積的等離子體燒蝕。然而，基底表面結(jié)構(gòu)性缺陷對反射膜元件損傷閾值的影響仍缺乏定量研究，抑制基底表面結(jié)構(gòu)性缺陷對反射膜元件損傷閾值影響的技術(shù)途徑尚未明確。本研究進(jìn)展為抑制反射膜“生長性”損傷點，進(jìn)一步提升薄膜元件的抗激光損傷能力提出了新的方向（中科院強(qiáng)激光材料重點實驗室供稿）
圖1. 凹坑型缺陷“縫合”技術(shù)示意圖：沒有（a）和有（b）“縫合”層的多層膜樣品示意圖；（c）“縫合”技術(shù)對基頻反射膜抗激光損傷閾值的提升效果。
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