Nedavno je istraživački tim iz Odjela za tehnologiju i inženjerstvo laserskih elemenata velike snage, Šangajski institut za optiku i precizne strojeve (SIPM), Kineska akademija znanosti (CAS), postigao novi napredak u procjeni učinkovitosti protiv laserskih oštećenja i mehanizam oštećenja 532 nm tankoslojnih polarizatora korištenjem različitih protokola za testiranje oštećenja lasera. Rezultati su objavljeni u časopisu Optical Materials pod naslovom "Nanosekundno lasersko oštećenje polarizatora tankog filma od 532 nm procijenjeno različitim protokolima testiranja". Optički materijali.
Tankoslojni polarizatori igraju važnu ulogu u laserskim sustavima velike snage jer propuštaju P-polariziranu svjetlost i reflektiraju S-polariziranu svjetlost. Tankoslojni polarizatori od 1064 nm obično se koriste kao optički prekidači i optički izolatori u velikim laserskim sustavima, kao što je US National Ignition Facility (NIF), laserski sustav OMEGA EP, Laser Megajoule i uređaj SG II-UP. UP uređaji. Međutim, s razvojem kratkovalnih lasera velike snage, uvedena je tehnologija kombiniranja polariziranog snopa kako bi se riješio problem ograničene otpornosti na lasersko oštećenje kratkovalnih tankoslojnih optičkih elemenata, ali procjena laserskog oštećenja drugog i trećeg sloja harmonijski polarizatori također je ključan.
Trenutačno su glavni protokoli testiranja laserskih oštećenja 1-on-1, S-on-1, Raster scan, R-on-1 i N -1-on{ {7}} lasersko ispitivanje oštećenja uključuje primjenu jednog laserskog impulsa na svaku ispitnu točku na uzorku kako bi se proučila početna morfologija oštećenja optičkog elementa. S-on-1 lasersko testiranje oštećenja uključuje primjenu više laserskih impulsa na istu ispitnu točku kako bi se procijenio kumulativni učinak i životni vijek optike tijekom dugog vremenskog razdoblja. raster skeniranje lasersko ispitivanje oštećenja skenira površinu od 1 cm2 uzorka pri istoj gustoći energije i može se koristiti za otkrivanje diskretnih nedostataka niske gustoće u sloju filma. Kada je ispitano područje uzorka ograničeno, R-on-1 test oštećenja laserom može se odabrati za određivanje praga oštećenja, koji koristi sve veće korake gustoće laserske energije za ozračivanje iste ispitne točke. Smanjenje broja koraka gustoće energije lasera pojednostavljuje R-on-1 test na N-on-1 test. Korištenje različitih protokola za ispitivanje laserskog oštećenja može pomoći u otkrivanju izvora oštećenja optičkih komponenti tankog filma, identificirati potencijalne mehanizme kvara filma i informirati o poboljšanjima u postupcima pripreme optičkih komponenti tankog filma.
Tim je procijenio otpornost na lasersko oštećenje 532 nm tankoslojnih polarizatora u različitim stanjima polarizacije koristeći 1-on-1, S-on-1 i protokole testiranja laserskog oštećenja Raster Scan. Prag oštećenja tankoslojnih polarizatora pripremljenih isparavanjem elektronskim snopom bio je znatno niži u P-polariziranom svjetlu nego u S-svjetlu. Pragovi 1-on-1 i S-on-1 bez mogućnosti oštećenja polarizatora od 532 nm vrlo su blizu jedan drugome u P-polariziranom svjetlu. Karakterizacija morfologije oštećenja pokazuje da su oštećenja uzoraka pod P polarizacijom uglavnom krateri s ravnim dnom uzrokovani strukturnim defektima na sučelju između supstrata i sloja filma i oštećenja nalik na školjku uzrokovana oštećenjem podpovršine od taljenog silicija, i oboje vrste oštećenja su vrlo stabilne. Pod S-polariziranim svjetlom, prag oštećenja za S-on-1 niži je od praga za 1-on-1 i pojavljuje se utjecaj kumulativnog učinka. Glavna morfologija oštećenja su nepotpuno izbačeni krateri oštećenja nodula, a oštećenja uzrokovana apsorpcijskim defektima također se pokazuju pod višepulsnim laserskim zračenjem. Prag nulte štete kod rasterskog skeniranja najniži je za obje polarizirane svjetlosti, što ukazuje da su za tankoslojne polarizatore gustoća defekata i kvaliteta sloja filma ključni ograničavajući čimbenici koji utječu na njihovu otpornost na lasersko oštećenje.
Ovu studiju poduprli su Program inozemne suradnje Ureda za međunarodnu suradnju Kineske akademije znanosti i Znanstveno-tehnološko istraživačko vijeće Turske.
Slika 1. Usporedba pragova laserskog oštećenja i tipične morfologije oštećenja tankoslojnih polarizatora od 532 nm
