基于激光冲击波的光学薄膜后处理过程及机理研究
温州市公益科技计划项目
大口径高功率激光薄膜元件目前面临着能够运行在更高损伤阈值、更高重复频率和更高稳定性等一系列更严峻的挑战，其中不仅涉及薄膜单脉冲激光辐照下的抗激光损伤能力和多脉冲辐照下的损伤生长现象，也包括薄膜光学性能和面形精度稳定性引起的激光损伤。本项目首次提出了一种基于激光冲击强化的光学薄膜元件后处理新技术，以提高薄膜元件的抗激光损伤能力和长期运行稳定性。通过分析不同工艺参数下激光冲击后处理对基频高反膜和减反膜的单脉冲激光损伤行为的影响，得到了基频辐照时对应光学薄膜损伤的实验性规律和破坏过程。此外，建立了激光冲击过程总压力的修正方程，为优化激光冲击后处理工艺参数的选择提供了理论依据，并进一步阐明了激光冲击后处理的改性过程和机理。并从不同工艺参数下激光冲击后处理对基频薄膜元件的水吸收特性的影响入手，对冲击后薄膜堆积密度等微观结构变化进行相关探讨，结合变温度下的水解吸附过程的分析，研究了激光冲击后处理对薄膜水吸收性能和长期运行稳定性的影响过程和机理。该新技术的提出将有望突破现有薄膜抗激光损伤能力提升方法的限制，为促进大型高功率激光装置中薄膜元件向高能量、高精度和高可靠性发展提供一种新的可选方案。
