Nedavno je istraživački tim sa Odsjeka za tehnologiju i inženjering laserskih elemenata velike snage, Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine (SIPM), Kineske akademije nauka (CAS), napravio novi napredak u procjeni performansi protiv oštećenja lasera i mehanizam oštećenja tankoslojnih polarizatora od 532 nm koji koriste različite protokole za testiranje laserskog oštećenja. Rezultati su objavljeni u Optical Materials pod naslovom "Nanosekundno lasersko oštećenje 532?nm polarizatora tankog filma procijenjeno različitim protokolima testiranja". Optički materijali.
Tankofilni polarizatori igraju važnu ulogu u laserskim sistemima velike snage jer prenose P-polariziranu svjetlost i reflektiraju S-polariziranu svjetlost. Polarizatori tankog filma od 1064 nm se obično koriste kao optički prekidači i optički izolatori u velikim laserskim sistemima, kao što su US National Ignition Facility (NIF), OMEGA EP laserski sistem, Laser Megajoule i SG II-UP uređaj. UP uređaji. Međutim, razvojem kratkotalasnih lasera velike snage, uvedena je tehnologija kombinovanja polarizovanih zraka kako bi se riješio problem ograničene otpornosti na lasersko oštećenje kratkotalasnih tankoslojnih optičkih elemenata, ali laserska procjena oštećenja drugog i trećeg harmonijski polarizatori su takođe ključni.
Trenutno, glavni protokoli za testiranje laserskih oštećenja su 1-uključeno-1, S-on-1, Rastersko skeniranje, R-on-1 i N -1-uključeno{ {7}} testiranje laserskog oštećenja uključuje primjenu jednog laserskog impulsa na svaku ispitnu tačku na uzorku kako bi se proučila početna morfologija oštećenja optičkog elementa. S-on{9}} testiranje laserskog oštećenja uključuje primjenu više laserskih impulsa na istu tačku testiranja kako bi se procijenio kumulativni efekat i vijek trajanja optike tokom dužeg vremenskog perioda. rastersko skeniranje lasersko testiranje oštećenja skenira površinu uzorka od 1 cm2 pri istoj gustoći energije i može se koristiti za otkrivanje diskretnih defekata niske gustine u sloju filma. Kada je područje uzorka koje se može testirati ograničeno, može se odabrati R-on{14}} laserski test oštećenja kako bi se odredio prag oštećenja, koji koristi rastuće korake gustine laserske energije za ozračivanje iste ispitne tačke. Smanjenje broja koraka gustine laserske energije pojednostavljuje R-on{16}} test na N-on{18}} test. Upotreba različitih protokola za testiranje laserskog oštećenja može pomoći u otkrivanju izvora oštećenja tankoslojnih optičkih komponenti, identificirati potencijalne mehanizme kvara filma i informirati o poboljšanjima u procesima pripreme tankoslojnih optičkih komponenti.
Tim je procijenio otpornost na lasersko oštećenje 532 nm tankoslojnih polarizatora u različitim stanjima polarizacije koristeći protokole za testiranje laserskog oštećenja 1-uključeno-1, S-on-1 i lasersko skeniranje. Prag oštećenja tankoslojnih polarizatora pripremljenih isparavanjem snopa elektrona bio je značajno niži u P-polariziranoj svjetlosti nego u S-svjetlu. Pragovi nulte šanse za oštećenje 1-on-1 i S-on{11}} polarizatora od 532 nm su vrlo blizu jedan drugom u P-polariziranoj svjetlosti. Karakterizacija morfologije oštećenja pokazuje da su oštećenja uzoraka pod P polarizacijom uglavnom krateri ravnog dna uzrokovana strukturnim defektima na granici između podloge i sloja filma i oštećenjem nalik ljusci uzrokovanim površinskim oštećenjem topljenog silicijum dioksida, a oba vrste oštećenja su veoma stabilne. Pod S-polariziranim svjetlom, prag oštećenja S-on-1 je niži od onog kod 1-on-1, a pojavljuje se uticaj kumulativnog efekta. Glavna morfologija oštećenja su nepotpuno izbačeni krateri oštećenja nodula, a oštećenja uzrokovana apsorpcijskim defektima također se pokazuju pod višeimpulsnim laserskim zračenjem. Prag nultog oštećenja rasterskog skeniranja je najniži za oba polarizirana svjetla, što ukazuje da su za tankoslojne polarizatore gustina defekta i kvalitet sloja filma ključni ograničavajući faktori koji utječu na njihovu otpornost na lasersko oštećenje.
Ova studija je podržana od strane Programa za vanjsku saradnju Biroa za međunarodnu saradnju Kineske akademije nauka i Vijeća za naučna i tehnološka istraživanja Turske.
Slika 1. Poređenje pragova oštećenja lasera i tipične morfologije oštećenja 532 nm tankoslojnih polarizatora
