用透射反射法检测光学薄膜的激光损伤.pdfVIP

　第 14 卷　第 1 期 强 激 光 与 粒 子 束 . 14, . 1　 V o l N o 　2002 年 1 月 H IGH POW ER LA SER AND PA R T ICL E BEAM S Jan. , 2002　 文章编号: (2002) 用透射反射扫描法检测光学薄膜的激光损伤 1, 2 1 2 2 2 2 2 甘荣兵 , 　林理彬 , 　蒋晓东 , 　黄祖鑫 , 　钟　伟 , 　郑万国 , 　叶　琳 ( 1. 四川大学 辐射物理及技术教育部重点实验室, 四川 成都 610064; 2. 中国工程物理研究院 激光聚变研究中心, 四川 绵阳 621900) 　　摘　要: 　用波长 1. 06m 的激光透射反射自动扫描装置扫描了激光辐照前后薄膜的反射比和透 射比。薄膜样品的工作波长为 1. 06m 。将扫描结果与相衬显微镜观察到的形貌相对照。实验结果表明, 用透射反射扫描法不仅能反映出相衬显微镜所能观察到的损伤, 而且也能发现某些显微镜所不能发现 的损伤。由于透射比和反射比可以反映出薄膜对激光的传输性能, 因此也能反映出薄膜能否继续工作, 以此来判定损伤与否。因此用透射反射扫描法可以作为检测损伤的手段, 由于简单易行, 可以在线检测。 避免目前损伤测试工作中繁重的人工操作。 　　关键词: 　激光损伤; 　光学薄膜; 　扫描; 　损伤阈值 　　中图分类号: 　 24　　　　文献标识码: 　 TN A 　　在激光驱动的惯性约束核聚变实验中, 为了使靶压缩到临界体积, 在靶面上的激光功率密度要达到 1016～ 20 2 。要达到这样强的激光功率密度, 需要提高激光系统的光学元件的抗激光损伤能力。准确 W cm 地测定薄膜的激光损伤及损伤阈值不仅是衡量薄膜的抗激光损伤能力的标准, 而且是研究激光损伤机 理的必备条件。然而测定损伤阈值的关键是准确判定损伤的发生与否。 [ 1 ] [ 2, 3 ] [ 4 ] 　　目前国内外关于光学膜层的损伤判定方法有相衬显微法 、散射检测法 、等离子体闪光法 、光 [ 5, 6 ] [ 7 ] 声测量法 、光热法 等。各种判定方法均有其合理性, 但都不能很好地解决损伤判定的问题。相衬显 微法是国际标准 ISO 11254 所提出的一种标准的且很灵敏的检测方法, 但在实验中发现, 它对于明显损 伤观察很准确, 对于不明显损伤则无法准确判断。等离子体闪光法用肉眼观察, 人为因素太大, 闪光的强 弱与膜层的情况有关, 实验发现并非闪光强损伤就严重。散射检测法和光声测量法有待进一步研究。也 [ 8 ] 有人用扫描电子显微镜观察损伤过程 , 由于难度很大, 难于应用。 　　本文从激光损伤的机理出发, 采用透射反射扫描法检测薄膜激光损伤。实验结果表明, 透射反射扫 描法可以很好地反映损伤发生的情况, 能够发现某些显微镜所不能发现的损伤。 1　实验 1. 1　激光损伤的物理过程 　　高功率激光与薄膜相互作用的过程可以归纳为膜料吸收激