Neseniai Kinijos mokslų akademijos (CAS) Šanchajaus Optikos ir tiksliųjų mašinų instituto (SIPM) Didelės galios lazerinių elementų technologijos ir inžinerijos skyriaus tyrėjų komanda padarė naują pažangą vertindama lazerio pažeidimo efektyvumą ir 532 nm plonasluoksnių poliarizatorių pažeidimo mechanizmas, naudojant skirtingus lazerio pažeidimo bandymo protokolus. Rezultatai buvo paskelbti Optical Materials pavadinimu „532?nm plonasluoksnių poliarizatorių nanosekundinis lazerinis pažeidimas, įvertintas skirtingais bandymų protokolais“. Optinės medžiagos.
Plonosios plėvelės poliarizatoriai atlieka svarbų vaidmenį didelės galios lazerinėse sistemose, nes perduoda P poliarizuotą šviesą ir atspindi S poliarizuotą šviesą. 1064 nm plonasluoksniai poliarizatoriai dažniausiai naudojami kaip optiniai jungikliai ir optiniai izoliatoriai didelėse lazerinėse sistemose, tokiose kaip JAV nacionalinė uždegimo priemonė (NIF), OMEGA EP lazerinė sistema, lazerinis megadžaulis ir SG II-UP įrenginys. UP įrenginiai. Tačiau, plėtojant didelės galios trumpųjų bangų lazerius, buvo įdiegta poliarizuoto pluošto sujungimo technologija, siekiant išspręsti trumpųjų bangų plonasluoksnių optinių elementų riboto atsparumo lazerio pažeidimams problemą, tačiau lazerinis pažeidimų įvertinimas antrosios ir trečiosios Harmoniniai poliarizatoriai taip pat yra labai svarbūs.
Šiuo metu pagrindiniai lazerio pažeidimų bandymo protokolai yra 1-įjungtas-1, S-įjungtas-1, rastrinis nuskaitymas, R-įjungtas-1 ir N -1-įjungtas{ {7}} lazerio pažeidimo bandymas apima vieno lazerio impulso taikymą kiekvienam bandinio taškui, kad būtų galima ištirti pradinę optinio elemento pažeidimo morfologiją. S-on-1 lazerio pažeidimų bandymas apima kelių lazerio impulsų taikymą tame pačiame bandymo taške, siekiant įvertinti bendrą optikos poveikį ir eksploatavimo trukmę per ilgą laiką. Rastrinio skenavimo lazerinio pažeidimo bandymas nuskaito 1 cm2 mėginio plotą esant tokiam pačiam energijos tankiui ir gali būti naudojamas atskiriems, mažo tankio defektams plėvelės sluoksnyje aptikti. Kai tiriamas mėginio plotas yra ribotas, gali būti pasirinktas R-on-1 lazerio pažeidimo bandymas, siekiant nustatyti pažeidimo slenkstį, kuris naudoja didėjančius lazerio energijos tankio žingsnius, kad apšvitintų tą patį bandymo tašką. Sumažinus lazerio energijos tankio žingsnių skaičių, R-įjungimo{16}} testas supaprastėja iki N-įjungimo{18}} bandymo. Įvairių lazerinių pažeidimų bandymo protokolų naudojimas gali padėti atskleisti plonasluoksnių optinių komponentų pažeidimo šaltinius, nustatyti galimus plėvelės gedimo mechanizmus ir informuoti apie plonasluoksnių optinių komponentų paruošimo procesų patobulinimus.
Komanda įvertino 532 nm plonasluoksnių poliarizatorių atsparumą lazerio pažeidimams skirtingose poliarizacijos būsenose, naudodama 1-įjungta-1, S-įjungta-1 ir rastrinio skenavimo lazerio pažeidimo bandymo protokolus. Plonos plėvelės poliarizatorių, paruoštų naudojant elektronų pluošto garavimą, pažeidimo slenkstis P-poliarizuotoje šviesoje buvo žymiai mažesnis nei S-šviesoje. 532 nm poliarizatorių 1-įjungta-1 ir S-įjungta-1 nulinės žalos tikimybės slenksčiai yra labai arti vienas kito P-poliarizuotoje šviesoje. Žalos morfologijos apibūdinimas rodo, kad P poliarizacijos mėginių pažeidimai daugiausia yra plokščiadugniai krateriai, atsiradę dėl struktūrinių defektų tarp substrato ir plėvelės sluoksnio sąsajos ir į apvalkalą panašūs pažeidimai, kuriuos sukelia lydyto silicio dioksido paviršiaus pažeidimai, ir tiek žalos rūšys yra labai stabilios. Esant S-poliarizuotai šviesai, S-įjungimo-1 pažeidimo slenkstis yra mažesnis nei 1-įjungtas-1, todėl atsiranda kaupiamojo efekto įtaka. Pagrindinė pažeidimo morfologija yra nepilnai išstumti mazgelių pažeidimo krateriai, o absorbcinių defektų padaryta žala taip pat eksponuojama daugiaimpulsinio lazerio švitinimo metu. Rastrinio nuskaitymo nulinės žalos slenkstis yra mažiausias abiem poliarizuotoms šviesoms, o tai rodo, kad plonasluoksnių poliarizatorių defektų tankis ir plėvelės sluoksnio kokybė yra pagrindiniai ribojantys veiksniai, turintys įtakos jų atsparumui lazerio pažeidimams.
Šį tyrimą parėmė Kinijos mokslų akademijos Tarptautinio bendradarbiavimo biuro Užsienio bendradarbiavimo programa ir Turkijos mokslinių ir technologinių tyrimų taryba.
1 pav. Lazerio pažeidimo slenksčių ir tipinės 532 nm plonasluoksnių poliarizatorių pažeidimo morfologijos palyginimas
