Niedawno zespół badawczy z Wydziału Technologii i Inżynierii Elementów Laserowych Dużej Mocy Szanghajskiego Instytutu Optyki i Maszyn Precyzyjnych (SIPM) Chińskiej Akademii Nauk (CAS) poczynił nowe postępy w ocenie skuteczności przeciwdziałania uszkodzeniom laserowym oraz mechanizm uszkodzeń polaryzatorów cienkowarstwowych 532 nm przy użyciu różnych protokołów testów uszkodzeń lasera. Wyniki opublikowano w czasopiśmie Optical Materials pod tytułem „Nanosekundowe uszkodzenie lasera cienkowarstwowych polaryzatorów o długości fali 532 µn oceniane za pomocą różnych protokołów testowych”. Materiały optyczne.
Polaryzatory cienkowarstwowe odgrywają ważną rolę w systemach laserowych dużej mocy, ponieważ przepuszczają światło spolaryzowane P i odbijają światło spolaryzowane S. Polaryzatory cienkowarstwowe 1064 nm są powszechnie stosowane jako przełączniki optyczne i izolatory optyczne w dużych systemach laserowych, takich jak amerykański National Ignition Facility (NIF), system laserowy OMEGA EP, Laser Megajoule i urządzenie SG II-UP. Urządzenia UP. Jednakże wraz z rozwojem laserów krótkofalowych dużej mocy wprowadzono technologię łączenia wiązek spolaryzowanych, aby rozwiązać problem ograniczonej odporności na uszkodzenia laserowe cienkowarstwowych elementów optycznych krótkofalowych, ale ocena uszkodzeń laserowych drugich i trzecich polaryzatory harmoniczne są również istotne.
Obecnie główne protokoły testów uszkodzeń lasera to 1-włączone-1, S-włączone-1, skanowanie rastrowe, R-włączone-1 i N -1-włączone{ {7}} laserowe badanie uszkodzeń polega na przyłożeniu pojedynczego impulsu lasera do każdego punktu testowego próbki w celu zbadania początkowej morfologii uszkodzeń elementu optycznego. Testowanie uszkodzeń lasera S-on-1 polega na przyłożeniu wielu impulsów lasera do tego samego punktu testowego w celu oceny skumulowanego efektu i żywotności optyki w długim okresie czasu. Skanowanie rastrowe Laserowe badanie uszkodzeń skanuje obszar próbki o powierzchni 1 cm2 przy tej samej gęstości energii i może być wykorzystywane do wykrywania dyskretnych defektów o małej gęstości w warstwie folii. Gdy testowalny obszar próbki jest ograniczony, można wybrać test uszkodzenia lasera R-on-1 w celu określenia progu uszkodzenia, który wykorzystuje rosnące stopnie gęstości energii lasera do naświetlania tego samego punktu testowego. Zmniejszenie liczby stopni gęstości energii lasera upraszcza test R-on-1 do testu N-on-1. Zastosowanie różnych protokołów testowania uszkodzeń lasera może pomóc odkryć źródła uszkodzeń cienkowarstwowych elementów optycznych, zidentyfikować potencjalne mechanizmy uszkodzeń błony i zapewnić ulepszenia w procesach przygotowania cienkowarstwowych elementów optycznych.
Zespół ocenił odporność na uszkodzenia laserowe cienkowarstwowych polaryzatorów 532 nm w różnych stanach polaryzacji, korzystając z protokołów testu uszkodzeń lasera 1-on-1, S-on-1 i skanowania rastrowego. Próg uszkodzenia polaryzatorów cienkowarstwowych przygotowanych metodą odparowania wiązki elektronów był znacznie niższy w świetle spolaryzowanym P niż w świetle S. Progi 1-on-1 i S-on-1 zerowego ryzyka uszkodzenia polaryzatorów 532 nm są bardzo blisko siebie w świetle spolaryzowanym P. Charakterystyka morfologii uszkodzeń pokazuje, że uszkodzenia próbek pod wpływem polaryzacji P to głównie kratery płaskodenne spowodowane defektami strukturalnymi na styku podłoża z warstwą folii oraz uszkodzenia skorupowe spowodowane uszkodzeniami podpowierzchniowymi topionej krzemionki, i oba rodzaje uszkodzeń są bardzo stabilne. W świetle spolaryzowanym S próg uszkodzeń S-on-1 jest niższy niż próg 1-on-1 i pojawia się wpływ efektu skumulowanego. Główną morfologią uszkodzeń są niecałkowicie wyrzucone kratery powstałe w wyniku uszkodzeń guzków, a uszkodzenia spowodowane defektami absorpcyjnymi są również widoczne w przypadku napromieniania laserem wieloimpulsowym. Próg zerowego uszkodzenia w skanie rastrowym jest najniższy dla obu świateł spolaryzowanych, co wskazuje, że w przypadku polaryzatorów cienkowarstwowych gęstość defektów i jakość warstwy folii są kluczowymi czynnikami ograniczającymi wpływającymi na ich odporność na uszkodzenia laserowe.
Badanie to zostało wsparte przez Program Współpracy Zagranicznej Biura Współpracy Międzynarodowej Chińskiej Akademii Nauk oraz Turecką Radę ds. Badań Naukowych i Technologicznych.
Rysunek 1. Porównanie progów uszkodzeń lasera i typowej morfologii uszkodzeń polaryzatorów cienkowarstwowych 532 nm
