- 上一篇：国内外RFID测试研究现状
- 下一篇：强激光对物质的加热熔融和气化作用的研究现状
随着调Q激光器的出现，激光诱导光学薄膜的激光损伤就为人们察觉；随着高功率激光器的出现，科研人员意识到光学薄膜本身的抗激光损伤能力已成为限制激光器发展的重要因素之一[4]。
上世纪七十年代末，国外学者对光学材料的激光损伤进行测量和分析，讨论了雪崩电离和多光子吸收的物理过程，并总结了光学薄膜的激光损伤机理，将其归结为：雪崩电离、多光子吸收、杂质诱导损伤等；1996年，陆建等在其出版著作《激光与材料相互作用物理学》中提到高功率激光与薄膜相互作用过程可以归纳为膜料吸收激光能量的热效应和激光的场效应[1]；热效应考虑薄膜物质吸收光子能量，将光能转变为热能，从而引起薄膜的破坏；场效应考虑激光的电磁特性，强的激光场对薄膜的破坏。当入射激光很强时，将在薄膜表面产生等离子体，导致薄膜的破坏。其破坏的因素有：等离子体向外喷溅薄膜物质，使薄膜损坏；等离子体的高温对薄膜产生热的破坏；等离子体冲击波对薄膜产生高压引起机械破坏。后来，McNeill等通过实验分析将熔融硅表面薄膜在强激光下熔化并产生喷溅现象的损伤原理归结于基体与薄膜之间产生蒸汽压力[5]；M. Mansuripur[6]从麦克斯韦方程组出发，建立了多层膜的驻波场理论。范正修[7]等研究了多层膜的界面吸收机制，认为界面吸收是光学薄膜损伤的主要根源。目前界面吸收和杂质诱导吸收是运用得比较广泛的分析薄膜的激光损伤的两种模型[8]。2003年，杨帆等在实验基础上，将薄膜损伤机理影响因素归结为热效应影响、膜材料带隙影响、薄膜表面缺陷影响等等[9]；随后，柴立群等总结了前人成果，归纳光学薄膜的激光诱导损伤的主要物理机制为电子雪崩电离、多光子吸收电离、杂质缺陷导致的局域强场吸收等，并把损伤机制大体上分成场致损伤和热致损伤[10]，认为无论哪一类损伤机制，损伤都与薄膜内的电场强度有关，场强越大的地方薄膜损伤的可能性越大。67122
光学薄膜是激光系统中重要而又易损伤的薄弱环节，激光束对这些光学薄膜的破坏是限制激光器输出的瓶颈。高功率激光对光学薄膜元件的损伤研究已经有近40年的历史，迄今为止，针对光学薄膜损伤的研究主要针对脉宽为ns量级及ns量级以下的高功率短脉冲激光对薄膜的损伤，并未涉及脉宽为ms量级的高能量长脉冲激光[11]。而长脉冲激光由于传输损耗小论文网、与物质作用过程中不易产生等离子体屏蔽和自聚焦效应、单脉冲能量大且能量耦合效率高等特点已经在激光加工及激光损伤等领域获得了越来越广泛的应用，近十年来具有更高输出能量的长脉冲激光器也得到了较快发展；此外，由于长脉冲激光具有作用时间长、热影响范围大的特点，其对薄膜的热效应损伤与短脉冲激光存在差别，已有研究初步表明，ms脉冲激光对光学材料的损伤与ns脉冲激光在损伤阈值和损伤形貌上存在不同[8,12-13]，因此，进一步研究该种长脉冲激光对光学薄膜的损伤，分析长短脉冲激光在光学薄膜元件损伤特性上的差别，总结这种差别的规律与特点具有重要意义。