Kun Shuai 1,2,3Yuanan Zhao 1,2,3,*Xiaofeng Liu 1,2,3,*Xiangkun Lin 1,2,3[ ... ]Jianda Shao 1,3,9
Author Affiliations
Abstract
1 Laboratory of Thin Film Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, Chinese Academy of Sciences (CAS), Shanghai, China
2 Center of Materials Science and Optoelectronics Engineering, University of Chinese Academy of Sciences, Beijing, China
3 Key Laboratory of Materials for High Power Laser, Chinese Academy of Sciences, Shanghai, China
4 School of Materials Science and Engineering, Wuhan University of Technology, Wuhan, China
5 National Synchrotron Radiation Laboratory, University of Science and Technology of China, Hefei, China
6 School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai for Science and Technology, Shanghai, China
7 National Laboratory on High Power Laser and Physics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, CAS, Shanghai, China
8 Research Center of Laser Fusion, China Academy of Engineering Physics, Mianyang, China
9 Hangzhou Institute for Advanced Study, University of Chinese Academy of Sciences, Hangzhou, China
Multilayer dielectric gratings (MLDGs) are crucial for pulse compression in picosecond–petawatt laser systems. Bulged nodular defects, embedded in coating stacks during multilayer deposition, influence the lithographic process and performance of the final MLDG products. In this study, the integration of nanosecond laser conditioning (NLC) into different manufacturing stages of MLDGs was proposed for the first time on multilayer dielectric films (MLDFs) and final grating products to improve laser-induced damage performance. The results suggest that the remaining nodular ejection pits introduced by the two protocols exhibit a high nanosecond laser damage resistance, which remains stable when the irradiated laser fluence is more than twice the nanosecond-laser-induced damage threshold (nanosecond-LIDT) of the unconditioned MLDGs. Furthermore, the picosecond-LIDT of the nodular ejection pit conditioned on the MLDFs was approximately 40% higher than that of the nodular defects, and the loss of the grating structure surrounding the nodular defects was avoided. Therefore, NLC is an effective strategy for improving the laser damage resistance of MLDGs.
laser-induced damage threshold multilayer dielectric gratings nanosecond laser conditioning nodular defects picosecond–petawatt laser systems 
High Power Laser Science and Engineering
2023, 11(6): 06000e89
谢凌云 1,2,*何涛 1,2张锦龙 1,2焦宏飞 1,2[ ... ]程鑫彬 1,2
作者单位
摘要
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室, 上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所, 上海 200092
探究了节瘤缺陷平坦化技术中平坦化层(刻蚀层)厚度和种子源尺寸之间的刻蚀规律,同时解释了平坦化技术提高节瘤缺陷的损伤阈值的机制。在双离子束溅射系统中,使用SiO2微球模拟真实的种子源置于基板上,镀制1064 nm HfO2/SiO2高反膜,制备人工节瘤缺陷。对类似于实际种子源的SiO2微球一系列不同刻蚀程度的实验得出了节瘤缺陷平坦化技术的刻蚀规律:只要平坦化层(刻蚀层)的厚度稍大于节瘤缺陷的种子源粒径,就可以将种子源完全平坦化。使用时域有限差分法(FDTD)模拟不同平坦化程度的节瘤缺陷内电场增强的结果与节瘤缺陷的损伤形貌进行对比实验,将损伤形貌和损伤阈值与电场强度分布之间建立联系,表明平坦化技术可以改变节瘤缺陷原有的几何结构,有效抑制节瘤缺陷的电场增强效应。最后,通过对未经平坦化和经过平坦化处理后的节瘤缺陷进行损伤阈值测试,对比结果直接验证了节瘤缺陷平坦化技术可以实现对节瘤缺陷的调控,大幅度提高了节瘤缺陷的损伤阈值。
节瘤缺陷 平坦化 电场增强 损伤阈值 nodular defects planarization electric field enhancement laser-induced damage threshold 
强激光与粒子束
2018, 30(9): 092001
作者单位
摘要
1 同济大学 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
2 同济大学 物理科学与工程学院 精密光学工程技术研究所,上海 200092
研究了1 064 nm HfO2/SiO2偏振分光膜中节瘤的损伤特性。为了研究偏振分光膜中节瘤缺陷种子源粒径大小与损伤阈值之间的关系,在熔石英基板上植入了尺寸和密度可控的单分散性的SiO2小球,并采用电子束蒸发技术在熔石英基板上制备了1 064 nm HfO2/SiO2偏振分光膜。为了便于损伤测试,节瘤缺陷密度控制在20~40 mm2左右,并采取旋涂的措施防止了SiO2小球团聚的现象。为了获得人工节瘤损伤能量的统计值,用脉宽为10 ns的1 064 nm脉冲激光进行了光栅扫描式损伤测试。实验结果表明在偏振分光膜中节瘤缺陷的损伤阈值随着种子源粒径的增大而单调下降。
激光损伤 偏振分光膜 节瘤缺陷 人工节瘤 laser induced damage thin-film polarizers nodular defects engineered nodules 
红外与激光工程
2015, 44(8): 2461
程鑫彬 1,2,*沈正祥 1,2焦宏飞 1,2马彬 1,2[ ... ]王占山 1,2
作者单位
摘要
1 同济大学 物理系,先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092
2 同济大学 精密光学工程技术研究所,上海 200092
主要讨论了电子束蒸发SiO2/HfO2薄膜的面形控制和损伤性能。研究了电子束蒸发工艺参数对薄膜应力以及面形的影响;分析了制备工艺对薄膜吸收、节瘤缺陷密度的影响,测量了制备薄膜的损伤阈值。研究结果表明:调整SiO2蒸发时的氧分压可以有效地将薄膜的应力控制在-250~-50 MPa。同时采用金属Hf蒸发可以显著地将节瘤缺陷密度从12.6 mm-2降低至2.7 mm-2,同时将损伤阈值从30 J/cm2提高至55 J/cm2。
应力 面形 吸收 节瘤缺陷 预处理 激光损伤 stress surface flatness absorption nodular defects laser conditioning laser induced damage 
强激光与粒子束
2012, 24(6): 1276
何文彦 1,2,*程鑫彬 1,2马彬 1,2丁涛 1,2[ ... ]王占山 1,2
作者单位
摘要
1 上海同济大学物理系精密光学仪器研究所, 上海 200092
2 特殊人工微结构材料上海重点实验室, 上海 200092
研究了HfO2/SiO2高反膜中植入2 μm的SiO2小球所形成的节瘤的界面连续性对损伤特性的影响。采用离子束辅助沉积(IAD)技术制备了两种不同厚度的1064 nm高反膜。它们的电场分布和吸收相近;但是厚度大(约为2倍)的薄膜中,节瘤的界面连续性更好。对于这两种特性的节瘤,用1064 nm脉冲激光(脉宽10 ns)进行了统计性的Raster Scan扫描测量。发现厚度大的薄膜中节瘤的初始损伤阈值更高(约为2倍),损伤过程相对缓慢。说明对于2 μm直径的SiO2种子源,在考察的厚度范围内,节瘤与周围膜层的连续性随着膜层厚度的增加明显改善,其抗激光辐照的稳定性也增强,初始损伤阈值随之提高。
薄膜 节瘤 界面连续性 激光损伤 
中国激光
2011, 38(s1): s107002

关于本站 Cookie 的使用提示

中国光学期刊网使用基于 cookie 的技术来更好地为您提供各项服务,点击此处了解我们的隐私策略。 如您需继续使用本网站,请您授权我们使用本地 cookie 来保存部分信息。
全站搜索
您最值得信赖的光电行业旗舰网络服务平台!