【科技】上海光机所薄膜损伤机制研究取得新进展

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高功率激光系统的功率水平与薄膜元件的激光损伤耐性密切相关。 薄膜元件的耐激光(纳秒脉冲激光)损伤能力主要被限制在薄膜中的各种缺陷，缺陷包括来自基底、膜层以及电镀后各环节的缺陷。 随着电镀工艺的进步，来自膜层的缺陷得到了比较有效的抑制。 来自基底的缺陷在薄膜元件的激光诱导损伤过程中发挥的作用越来越显着，成为制约nd:yag激光基频波长薄膜元件损伤阈值提高的重要因素。 但是，这种缺陷对激光薄膜影响程度的科研报告很少，而且大部分在定性研究中，基底缺陷影响薄膜元件损伤阈值的机理还不清楚。 基础缺陷包括吸收性杂质缺陷、表面缺陷、坑点等结构缺陷，中国科学院上海光学精密机械研究所中国科学院强激光材料要点实验室在国际光学期刊opt.lett .中原创论文[ OPT.LETT.40，3731

上海光机所中国科学院强激光材料要点实验室使用飞秒激光微细加工平台在石英基板上制作了特定大小的凹坑点缺陷(长度:~7um，宽度:~3um，深度:~1um )。 对飞秒激光加工坑点和通常基底上沉积的防反射膜和高反射膜的激光诱导损伤行为进行了研究和分解。

结果表明，吸收性杂质缺陷对抗反射膜在激光诱导损伤机制中起着极其重要的作用。 表面/亚表面的吸收性杂质缺陷在薄膜制造过程中向基底表面移动，凝聚成更大尺寸的杂质粒子，与膜层结合，防反射膜元件在能量密度远低于膜层固有激光损伤阈值的激光照射下损伤。 通过适当的技术手段(镀膜温度的降低、镀膜前基底的酸洗等)，可以比较有效地抑制缺陷与膜层的结合，提高防反射膜的激光损伤耐性。

但高反射膜的表现差异很大，结构缺陷在高反射膜的激光诱导损伤机制中起着更重要的作用。 这主要是因为: 1、堆积在高反射膜上的膜层产生了裂缝，膜层的力学性质发生了变化。 二、结构缺陷增强了膜层内部和膜层界面的电场产生。

上海光机所中国科学院强激光材料要点实验室对基底表面缺陷诱导薄膜元件激光损伤机制的认识，突破了以往只关注薄膜本身性能的观点，为进一步提高薄膜元件对激光损伤的抵抗能力提出了新的方向。