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篻∞,冯国英段佬,杨李茗跹已,包凌东引言笛椴糠胛第卷,第光谱学与光谱分析月摘要高能激光的发展对光学元件的抗损伤能力要求越来越高,其中光学薄膜是最薄弱的环节之一。实验研究了激光的聚焦位置对石英基片篐疭醴瓷浔∧に鹕诵蚊驳挠跋欤芯糠⑾郑杭す獾壤胱犹的高压冲击波对薄膜产生强烈的冲击剥离效应,其压强随膨胀半径的增加而迅速减小。激光等离子体光潜的辐射波长小于入射激光波长,这会增强薄膜对辐射光能齄的吸收;位于深紫外波段、能量大于薄膜带隙的光子能虽,将被薄膜游眨佣泳绫∧さ牡缋肫苹怠<す獾壤胱犹宓姆湫в统寤鞑ㄐвΦ共间作用决定∧さ乃鹕诵蚊病5奔す饩劢沟奖∧け砻媸保寤鞑ㄑ骨考ù蠡崾贡∧し⑸竺婊牡缋去除,同时基底发生击穿;当两者距离大到一定距离时,冲击波只会使得中心处小面积薄膜发生剥离,基底未出现断裂。关键词激光等离子体;光学薄膜;光谱;辐射电离;冲击波中图分类号:.文献标识码::./甶高能激光在军事、工业等方面的应用需求,推动喙技术的发展,其中高负载能力的光学元件是一个关键9学薄膜一直是光学元件中易产牛损伤的薄弱环节源斯内外开展笈嗟难芯浚饕<性谇考す庥盏急∧に鹕说实验和机理上,如通过研究重复脉冲诱导薄膜缺陷的累积规律来分析薄膜损伤的机理嗖ǔぜす夤菜米饔孟卤∧さ损伤特性埃煌隹砑す舛员∧さ乃鹕斯媛蒣取R陨涎究为薄膜的损伤机制分析和高阈值薄膜的研制提供了重要的参考。研究表明,薄膜内部的杂质或缺陷是激光能琏的主要吸收源。杂质或缺陷吸收激光脉冲能量后引起的熔化、汽化或电离诱导薄膜产牛损伤,对于脉宽为考兑陨系募す脉冲尤为明显。杂质或缺陷的粒径大部分在微米和纳米量级,其分布密度直接影响了薄膜发生损伤的儿率【。由于激光等离子体的各种效应对薄膜损伤特性影响极大,所以进行系统研究很有必要。激光等离子体对薄膜的损伤效应是多重的,本文主要研究了激光等离子体的发射光谱特征及其对薄膜电离效应的影响,分析了激光等离子体膨胀过程产生的冲击波难莼媛杉捌涠员∧ず突底的损伤效应。装置实验装置及原理如图荆A耸共牧戏⑸鞔┎等离子体,将波长为的激光通过焦距为凸透镜进行聚焦,把薄膜样晶放嚣在距离焦点的不恢茫观测薄膜的损伤形貌以及相应的激光等离子体的发射光谱。拇ù笱У缌诵畔⒀г海拇ǔ啥髂峡萍既搜Ъǘ颂跫镏侍匦允笛樯螅拇嘌啥季芄庋:程研究中心,四川成都收稿日期:—薅┤掌冢基金项目:国家自然科学基金垂大项日,西南科技大学极端条件物质特性实验室开放基金项目和四川大学青年教师科研启动基金项目资助作者简介:,笱У缱有畔⒀г航彩畉ㄑ读O等琋,—:
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鑢髆鑖橐活篈“砺鄯治⋯姗啪娜咖湖啪鲫枷抛晰咖枷枷瑚;靇曼.,■日第光谱学与光谱分析獯す饩奂刖对嘉“芰考撇獾眉す饴龀能量为,采用疎对激光等离子体的光谱进行测鼍。实验样品为镀在熔石英基片上的逶鐾膜。损伤形貌由图可见,当激光聚焦到薄膜表面时,薄膜发生脱落且基底发生断裂损伤,且薄膜脱落面积略大于基底断裂的面积。从断裂形貌分析,玻璃基底内部破坏比较充分,基本是玻璃碎屑的堆积;损伤点的边缘是断裂部分,有沿着半径方向的裂纹和环状玻璃去除。以上损伤形貌说明在中心位置冲击效应最强,随半径的增加而迅速减小。图则是薄膜距离焦点约时的薄膜损伤形貌:薄膜发生了脱落,去除边缘有明显的翘起,