【摘 要】
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光学薄膜作为激光系统的重要元件,其破坏问题一直是限制激光向高能量、高功率发展的瓶颈之一。为了提高光学薄膜的抗激光损伤能力,人们提出并研究了一些光学薄膜后处理技术。然而,现有光学薄膜后处理手段的应用都与薄膜材料、膜系设计、激光波长等密切相关,使其自身的适用条件和适用的薄膜类型范围均有限。因此探求一种新的光学薄膜后处理技术去克服这些局限性显得尤为重要。本文利用激光冲击波技术作为电子束蒸发沉积薄膜的一种
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光学薄膜作为激光系统的重要元件,其破坏问题一直是限制激光向高能量、高功率发展的瓶颈之一。为了提高光学薄膜的抗激光损伤能力,人们提出并研究了一些光学薄膜后处理技术。然而,现有光学薄膜后处理手段的应用都与薄膜材料、膜系设计、激光波长等密切相关,使其自身的适用条件和适用的薄膜类型范围均有限。因此探求一种新的光学薄膜后处理技术去克服这些局限性显得尤为重要。本文利用激光冲击波技术作为电子束蒸发沉积薄膜的一种后处理手段,对后处理薄膜的效果和机制进行研究,具体工作如下:（1）研究了激光冲击波后处理对单脉冲激光辐照下基频高反膜抗激光损伤特性的影响规律及机制。研究表明,纯力学作用的激光冲击波后处理对激光损伤阈值有显著的促进作用。相比未经激光冲击后处理的薄膜激光损伤阈值8J/cm~2,当光斑搭接率为50%,激光能量为0.2J时,高反膜的激光损伤阈值为37J/cm~2,提高约4.6倍。利用表征手段分析冲击前后高反膜的损伤特性和力学性能,证实了激光冲击后处理通过改善薄膜内缺陷和提高膜层间结合力提高薄膜的抗激光损伤能力。在实验和理论分析基础上,建立了激光冲击区域的总压强的相互作用方程,证实了临界总压强的存在,为选择最优的工艺参数提供了理论依据。同时,激光冲击波后处理通过对堆积密度与表面粗糙度的协同竞争作用,在不影响原本的光学性能的前提下,降低了疏松多孔薄膜的水吸收。（2）研究了激光冲击波后处理对单脉冲激光辐照下基频减反膜抗激光损伤特性的影响规律及机制。研究显示,当光斑搭接率为30%或50%,激光能量为0.2J时,减反膜的激光损伤阈值大幅提高。结合缺陷密度统计模型和力学性能分析,发现减反膜抗激光损伤能力的提高与薄膜缺陷改善和力学性能提高有关。同时探求了激光冲击后处理对基频减反膜的水吸收特性的影响。研究表明激光冲击后处理对减反膜水吸收的降低基本没有改善,甚至出现负影响,这是冲击后薄膜的表面粗糙度增大造成的。
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