Nylig har et forskerteam fra Department of High Power Laser Element Technology and Engineering, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery (SIPM), Chinese Academy of Sciences (CAS), gjort nye fremskritt i å evaluere ytelsen til anti-laserskader og skademekanisme for 532 nm tynnfilmpolarisatorer ved bruk av forskjellige laserskadetestprotokoller. Resultatene ble publisert i Optical Materials under tittelen "Nanosecond laser damage of 532?nm thin film polarisators evaluated by different testing protocols". Optiske materialer.
Tynnfilmpolarisatorer spiller en viktig rolle i lasersystemer med høy effekt fordi de overfører P-polarisert lys og reflekterer S-polarisert lys. 1064 nm tynnfilmpolarisatorer brukes ofte som optiske brytere og optiske isolatorer i store lasersystemer, som US National Ignition Facility (NIF), OMEGA EP-lasersystemet, Laser Megajoule og SG II-UP-enheten. UP-enheter. Med utviklingen av kortbølgelasere med høy effekt, har polariserte strålekombineringsteknologi blitt introdusert for å løse problemet med begrenset laserskademotstand for kortbølgede tynnfilmoptiske elementer, men laserskadevurdering av andre og tredje- harmoniske polarisatorer er også avgjørende.
For øyeblikket er de viktigste laserskadetestprotokollene 1-on-1, S-on-1, Raster scan, R-on-1 og N -1-on{ {7}} laserskadetesting innebærer å påføre en enkelt laserpuls til hvert testpunkt på prøven for å studere den innledende skademorfologien til det optiske elementet. S-on-1 laserskadetesting innebærer å bruke flere laserpulser til samme testpunkt for å evaluere den kumulative effekten og levetiden til optikken over en lang tidsperiode. rasterskanning laserskadetesting skanner et 1 cm2 område av prøven med samme energitetthet og kan brukes til å oppdage diskrete defekter med lav tetthet i filmlaget. Når det testbare området av prøven er begrenset, kan R-on-1 laserskadetesten velges for å bestemme skadeterskelen, som bruker økende trinn med laserenergitetthet for å bestråle det samme testpunktet. Å redusere antall laserenergitetthetstrinn forenkler R-på-1-testen til en N-på-1-test. Bruken av forskjellige testprotokoller for laserskade kan bidra til å avdekke kilder til skade på optiske tynnfilmskomponenter, identifisere potensielle mekanismer for filmfeil og informere om forbedringer i klargjøringsprosesser for optiske tynnfilmskomponenter.
Teamet evaluerte laserskademotstanden til 532 nm tynnfilmpolarisatorer i forskjellige polarisasjonstilstander ved å bruke 1-on-1, S-on-1 og Raster scan laserskadetestprotokoller. Skadeterskelen for tynnfilmpolarisatorer fremstilt ved bruk av elektronstrålefordampning var betydelig lavere i P-polarisert lys enn i S-lys. 1-on-1 og S-on-1 null-sjanse skadeterskel for 532 nm polarisatorene er svært nær hverandre i P-polarisert lys. Skademorfologikarakteriseringen viser at skaden på prøvene under P-polarisering hovedsakelig er flatbunnede kratere forårsaket av strukturelle defekter i grensesnittet mellom substratet og filmlaget og skalllignende skade forårsaket av smeltet silika under overflaten, og både typer skader er veldig stabile. Under S-polarisert lys er skadeterskelen for S-on-1 lavere enn for 1-on-1, og påvirkningen av kumulativ effekt vises. Hovedskademorfologien er ufullstendig utstøpte knuteskadekratere, og skaden forårsaket av absorberende defekter vises også under multi-puls laserbestråling. Nullskadeterskelen for rasterskanning er den laveste for begge polariserte lysene, noe som indikerer at for tynnfilmpolarisatorer er defekttettheten og filmlagkvaliteten de viktigste begrensende faktorene som påvirker motstanden mot laserskader.
Denne studien ble støttet av det utenlandske samarbeidsprogrammet til International Cooperation Bureau ved det kinesiske vitenskapsakademiet og det tyrkiske vitenskapelige og teknologiske forskningsrådet.
Figur 1. Sammenligning av laserskadeterskler og typisk skademorfologi for 532 nm tynnfilmpolarisatorer
