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杂质微粒对薄膜的损伤效应

周成虎 张秋慧 黄明明 黄全振

周成虎, 张秋慧, 黄明明, 黄全振. 杂质微粒对薄膜的损伤效应[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 721004-0721004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0721004
引用本文: 周成虎, 张秋慧, 黄明明, 黄全振. 杂质微粒对薄膜的损伤效应[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(7): 721004-0721004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0721004
Zhou Chenghu, Zhang Qiuhui, Huang Mingming, Huang Quanzhen. Damage effects of impurity particles on film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 721004-0721004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0721004
Citation: Zhou Chenghu, Zhang Qiuhui, Huang Mingming, Huang Quanzhen. Damage effects of impurity particles on film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(7): 721004-0721004(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0721004

杂质微粒对薄膜的损伤效应

doi: 10.3788/IRLA201645.0721004
基金项目: 

国家自然科学基金(61403123);郑州市科技局民生科技进步工程(131PZDGC136)

详细信息
    作者简介:

    周成虎(1973-),男,讲师,硕士,主要从事激光技术、非接触电能传输技术应用方向的研究。Email:68695331@163.com

    通讯作者: 张秋慧(1982-),女,副教授,博士,主要从事新型激光技术、光与物质相互作用、新型激光材料方面的研究。Email:newyear1234@163.com
  • 中图分类号: TN215

Damage effects of impurity particles on film

  • 摘要: 激光对光学薄膜的损伤仍然是限制高能激光系统的主要挑战。对杂质诱导薄膜损伤的激励进行了研究:首先对损伤形貌进行了观测,在此基础上对杂质对薄膜的作用效应进行了分析。研究结果表明:杂质粒子对薄膜产生的各种效应,主要分为热力学效应、散射引起干涉效应和激光等离子体破坏效应,这三种效应的共同作用效果决定了损伤的特点。这些作用效应与粒子的半径密切相关:当粒子较小时,激光的沉积量较少,引起邻近材料的温升较低,扩散范围较小,主要是熔化破坏;当粒子较大时,激光沉积量较多,会引起邻近光学材料的汽化和电离,形成激光等离子体而造成大的烧蚀坑。
  • [1] Zhan Guangda, Ma Bin, Zhang Yanyun, et al. Influence of laser conditioning effects on intrinsic damage property of high reflection film at 1064 nm[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(6):1715-1721. (in Chinese)詹光达, 马彬, 张艳云, 等. 预处理效应对1064nm反射膜本征损伤性能的影响[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(6):1715-1721.
    [2] Zhang Qian, Jiao Hongfei, Cheng Xinbin, et al. Analysis of optical and damage properties for several ultraviolet thin film materials[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(4):1230-1234. (in Chinese)张乾, 焦宏飞, 程鑫彬, 等. 几种紫外薄膜材料的光学及损伤特性分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(4):1230-1234.
    [3] Ye Xin, Ni Ruifang, Huang Jin, et al. Sub-wavelength nano-porous silica anti-reflection coatings fabricated by dip coating method[J]. Optics and Precision Engineering, 2015, 23(5):1233-1239. (in Chinese)叶鑫, 倪锐芳, 黄进, 等. 自组装法制备的亚波长纳米多孔二氧化硅薄膜[J]. 光学精密工程, 2015, 23(5):1233-1239.
    [4] Yan Yadong, He Junhua, Wang Feng, et al. Optical system for full aperture backscatter diagnosis[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(12):3191-3198. (in Chinese)闫亚东, 何俊华, 王峰, 等. 全孔径背向散射诊断光学系统[J]. 光学精密工程, 2014, 22(12):3191-3198.
    [5] Mende M, Balasa I, Ehlers H, et al. Relation of optical properties and femtosecond laser damage resistance for Al2O3/AlF3 and Al2O3/SiO2 composite coatings[J]. Applied Optics, 2014, 53(4):A383-A391.
    [6] Du Y, Liu S, He H, et al. Laser-induced damage properties of antireflective porous glasses[J]. Optics Communications, 2012, 285(24):5512-5518.
    [7] Shen N, Bude J D, Carr C W. Model laser damage precursors for high quality optical materials[J]. Optics Express, 2014, 22(3):3393-3404.
    [8] Duchateau G, Feit M D, Demos S G. Strong nonlinear growth of energy coupling during laser irradiation of transparent dielectrics and its significance for laser induced damage[J]. Journal of Applied Physics, 2012, 111(9):093106.
    [9] Wu Xiaoye, Zhang Lichao, Shi Guang. Optimal-thermal and optical-acoustics detectimg techniques applied for the characterizations of high performance optical thin films[J]. Chinese Optics, 2014, 7(5):701-711. (in Chinese)武潇野, 张立超, 时光. 应用于高性能光学薄膜表征的光热光声检测技术[J]. 中国光学, 2014, 7(5):701-711.
    [10] Liu Q, Wang F, Hong H, et al. Investigation of UV laser-induced damage by precursors at the surface of LBO crystal[J]. JOSA B, 2014, 31(2):189-194.
    [11] Wei Yaowei, Liu Zhichao, Chen Songlin. Optical charac-teristics of TiO2/Al2O3 thin film and their atomic layer depositions[J]. Chinese Optics, 2011, 4(2):188-195. (in Chinese)卫耀伟, 刘志超, 陈松林.TiO2/Al2O3薄膜的原子层沉积和光学性能分析[J]. 中国光学, 2011, 4(2):188-195.
    [12] Hopper R W, Uhlmann D R. Mechanism of inclusion damage in laser glass[J]. Journal of Applied Physics, 1970, 41(10):4023-4037.
    [13] Carslaw H S, Eger D. Theory of the Conduction of Heat in Solids[M]. London:OUP, 1959.
    [14] Singh R K, Narayan J. Pulsed-laser evaporation technique for deposition of thin films:Physics and theoretical model[J]. Physical Review B, 1990, 41(13):8843.
    [15] Ho J R, Grigoropoulos C P, Humphrey J A C. Gas dynamics and radiation heat transfer in the vapor plume produced by pulsed laser irradiation of aluminum[J]. Journal of Applied Physics, 1996, 79(9):7205-7215.
    [16] Genin F Y, Feit M D, Kozlowski M R, et al. Rear-surface laser damage on 355-nm silica optics owing to Fresnel diffraction on front-surface contamination particles[J]. Applied Optics, 2000, 39(21):3654-3663.
    [17] Long E, Suzuki C, Sheil J, et al. Laser-produced plasma spectroscopy of medium to high-Z elements in the 2 to 9 nm spectral region[J]. Journal of Physics:Conference Series, 2015, 635(9):092090.
    [18] Courapied D, Berthe L, Peyre P, et al. Laser-delayed double shock-wave generation in water-confinement regime[J]. Journal of Laser Applications, 2015, 27(S2):S2910.
  • [1] 王润福, 王多书, 范栋, 李晨, 王济洲, 董茂进.  短中波红外长线阵拼接集成滤光片技术研究 . 红外与激光工程, 2022, 51(6): 20210463-1-20210463-8. doi: 10.3788/IRLA20210463
    [2] 周晟, 刘定权, 王凯旋, 李耀鹏, 胡金超, 王曙光, 朱浩翔.  中短波红外双带通低温滤光片的设计与制备 . 红外与激光工程, 2022, 51(9): 20210964-1-20210964-9. doi: 10.3788/IRLA20210964
    [3] 潘永刚, 张四宝, 刘政, 刘文成, 李绵, 张春娟, 罗长新.  偏振和位相调控分光膜的设计与制备 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210512-1-20210512-7. doi: 10.3788/IRLA20210512
    [4] 李子杨, 刘华松, 孙鹏, 杨霄, 白金林, 徐颖, 杨仕琪, 季一勤, 苏建忠.  激光/长波红外双谱段减反射薄膜设计与制备 . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20210944-1-20210944-7. doi: 10.3788/IRLA20210944
    [5] 张楚蕙, 陆健, 张宏超, 高楼, 谢知健.  双脉冲激光诱导铝等离子体的双波长干涉诊断 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20210892-1-20210892-7. doi: 10.3788/IRLA20210892
    [6] 武锦辉, 凌秀兰, 刘吉, 陈鑫.  缺陷诱导光学薄膜光场增强损伤分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210357-1-20210357-6. doi: 10.3788/IRLA20210357
    [7] 杨伟荣, 潘永强, 郑志奇.  光学表面粒子污染物散射的单层薄膜调控特性 . 红外与激光工程, 2021, 50(12): 20210234-1-20210234-7. doi: 10.3788/IRLA20210234
    [8] 付秀华, 张功, 张静, 刘冬梅, 杨伟声, 木锐.  短中波红外探测系统宽波段高透过率薄膜 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1017001-1017001(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1017001
    [9] 尚鹏, 熊津平, 季一勤, 刘华松, 刘丹丹, 庄克文, 刘旭, 沈伟东.  多金属层诱导透射紫外“日盲”探测成像滤光片设计与低温制备研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(9): 920002-0920002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0920002
    [10] 冷健, 季一勤, 刘华松, 庄克文, 刘丹丹.  热处理对双离子束溅射SiO2薄膜力学及热力学特性的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 621002-0621002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0621002
    [11] 高翔, 邱荣, 周国瑞, 姚科, 蒋勇, 周强.  熔石英亚表面杂质对激光损伤概率的影响 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 406002-0406002(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0406002
    [12] 潘永强, 陈佳.  光学薄膜减散射特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118007-0118007(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0118007
    [13] 李晓晖, 于欣.  激光等离子体点火在航空航天动力系统的应用 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136001-1136001(7). doi: 10.3788/IRLA201645.1136001
    [14] 王济洲, 李宏, 熊玉卿, 董茂进, 张玲, 李晨.  一种具有抗静电反红外诱导滤光片的设计与制备 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3005-3009.
    [15] 鲍刚华, 程鑫彬, 焦宏飞, 刘华松, 王占山.  HfO2薄膜折射率非均质性生长特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2761-2766.
    [16] 李凯朋, 王多书, 李晨, 王济州, 董茂进, 张玲.  光学薄膜参数测量方法研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 1048-1052.
    [17] 代福, 熊胜明.  高重复频率DPL 激光对光学薄膜元件损伤实验研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2074-2080.
    [18] 付秀华, 杨永亮, 刘国军, 李琳, 潘永刚, Ewan Waddell.  大面积头罩上类金刚石薄膜均匀性研究 . 红外与激光工程, 2013, 42(1): 181-184.
    [19] 郝宏刚, 周翱, 饶敏, 阮巍.  采用光热失调技术的光学薄膜吸收均匀性测量系统 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2842-2845.
    [20] 孙岩, 付秀华, 石澎, 姚林.  红外探测器滤光膜的研究与制备 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 129-132.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-11-07
  • 修回日期:  2015-12-08
  • 刊出日期:  2016-07-25

杂质微粒对薄膜的损伤效应

doi: 10.3788/IRLA201645.0721004
    作者简介:

    周成虎(1973-),男,讲师,硕士,主要从事激光技术、非接触电能传输技术应用方向的研究。Email:68695331@163.com

    通讯作者: 张秋慧(1982-),女,副教授,博士,主要从事新型激光技术、光与物质相互作用、新型激光材料方面的研究。Email:newyear1234@163.com
基金项目:

国家自然科学基金(61403123);郑州市科技局民生科技进步工程(131PZDGC136)

  • 中图分类号: TN215

摘要: 激光对光学薄膜的损伤仍然是限制高能激光系统的主要挑战。对杂质诱导薄膜损伤的激励进行了研究:首先对损伤形貌进行了观测,在此基础上对杂质对薄膜的作用效应进行了分析。研究结果表明:杂质粒子对薄膜产生的各种效应,主要分为热力学效应、散射引起干涉效应和激光等离子体破坏效应,这三种效应的共同作用效果决定了损伤的特点。这些作用效应与粒子的半径密切相关:当粒子较小时,激光的沉积量较少,引起邻近材料的温升较低,扩散范围较小,主要是熔化破坏;当粒子较大时,激光沉积量较多,会引起邻近光学材料的汽化和电离,形成激光等离子体而造成大的烧蚀坑。

English Abstract

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