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铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制

赵阳 何宇 焦宏飞 张锦龙 程鑫彬 刘华松 李刚正 吴晓鸣

赵阳, 何宇, 焦宏飞, 张锦龙, 程鑫彬, 刘华松, 李刚正, 吴晓鸣. 铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 521001-0521001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0521001
引用本文: 赵阳, 何宇, 焦宏飞, 张锦龙, 程鑫彬, 刘华松, 李刚正, 吴晓鸣. 铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制[J]. 红外与激光工程, 2016, 45(5): 521001-0521001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0521001
Zhao Yang, He Yu, Jiao Hongfei, Zhang Jinlong, Cheng Xinbin, Liu Huasong, Li Gangzheng, Wu Xiaoming. Preparation of oxide films in TM laser cavity mirrors with high damage threshold[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 521001-0521001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0521001
Citation: Zhao Yang, He Yu, Jiao Hongfei, Zhang Jinlong, Cheng Xinbin, Liu Huasong, Li Gangzheng, Wu Xiaoming. Preparation of oxide films in TM laser cavity mirrors with high damage threshold[J]. Infrared and Laser Engineering, 2016, 45(5): 521001-0521001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0521001

铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制

doi: 10.3788/IRLA201645.0521001
基金项目: 

国家自然科学基金(61108036,61235011);国家863计划;中央高校基本科研业务费专项资金

详细信息
    作者简介:

    赵阳(1988-),男,硕士生,主要从事激光损伤薄膜方面的研究。Email:10zhaoyang@tongji.edu.cn;焦宏飞(1982-),男,副教授,博士,主要从事薄膜光学及激光与物质相互作用等方面的研究。Email:jiaohf@tongji.edu.cn

    赵阳(1988-),男,硕士生,主要从事激光损伤薄膜方面的研究。Email:10zhaoyang@tongji.edu.cn;焦宏飞(1982-),男,副教授,博士,主要从事薄膜光学及激光与物质相互作用等方面的研究。Email:jiaohf@tongji.edu.cn

  • 中图分类号: O484

Preparation of oxide films in TM laser cavity mirrors with high damage threshold

  • 摘要: 2 m波段激光器在环境探测、测风雷达、生物组织切割、光电对抗等领域都有重要的应用价值和前景。而此波段的薄膜通常采用折射率较高的硫化物、砷化物等软膜材料来制备,为了提升该波段薄膜的损伤性能,采用折射率相对较低但能带隙更宽的氧化物材料来制备。利用傅里叶红外光谱仪和弱吸收测试仪分析表征了薄膜中OH基含量的多少和薄膜整体吸收的大小,通过优化工艺,成功制备出了满足2 020 nm的铥(Tm)激光器使用要求的多层介质薄膜。利用微分干涉显微镜观察了经过激光损伤测试薄膜的损伤形貌,结合薄膜中电场分布和应力测试结果,分析探讨了此薄膜的损伤机理,提出进一步优化薄膜损伤特性的方案。
  • [1] Singh U N, AByrd J, Williams-Byrda N P, et al. Diode pumped 2-m solid state lidar transmitter for wind measurements[C]//SPIE, 1997, 3104: 173-178.
    [2] Koch G J, Dharamsi A N, Fitzgerald C M, et al. Frequency stabilization of Ho:Tm:YLF laser to absorption lines of carbon dioxide[J]. Applied Optics, 2000, 39(21): 3664-3669.
    [3] Liu Peipei, Bai Yang, Ren Zhaoyu, et al. Research and progress of 2m fiber lasers[J]. Infrared and Laser Engineering, 2009, 38(1): 45-49. (in Chinese)刘沛沛, 白杨, 任兆玉, 等. 2m光纤激光器的研究进展[J]. 红外与激光工程, 2009, 38(1): 45-49.
    [4] Zhang Xiurong, Fan Ruiying, Wu Guangzhao, et al. The damage of dielectric mirrors from 2.94m laser beams in YAG: Er3+ crystal[J]. Laser Technology, 1991, 15(6): 382-384. (in Chinese)张秀荣, 范瑞英, 吴光照, 等. 波长为2.94m激光束对腔膜的损伤[J]. 激光技术, 1991, 15(6): 382-384.
    [5] Jin Tao, Jiang Shaoji. Laser damage issues of optical coating for the mid-infrared[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 36(5): 680-683. (in Chinese)金涛, 江绍基. 中红外高激光破坏阈值薄膜的研究[J]. 红外与激光工程, 2007, 36(5): 680-683.
    [6] Lewis K L, Pitt A M, Corbett M, et al. Progress in optical coatings for the mid-infrared[C]//SPIE, 1997, 2966: 166-177.
    [7] Milward J R, Lewis K, Pitt A M, et al. Laser damage issues for mid-IR optical parametric oscillator mirrors[C]//SPIE, 1994, 2114: 220-230.
    [8] Jin Yunxia, Fan Ruiying, Shao Jianda, et al. Optical coatings on laser crystal emitting at 2m wavelength region[J]. Laser Optoelectronics Progress, 2006, 43(10): 59-63. (in Chinese)晋云霞, 范瑞瑛, 邵建达, 等. 2m波段激光薄膜的研制[J].激光与光电子学进展, 2006, 43(10): 59-63.
    [9] Wang Ying. Research on the fabrication of mid-infrared dielectric coatings for laser system[D]. Hangzhou: Zhejiang University, 2009: 9-10. (in Chinese)王颖. 中红外激光薄膜的研究与制备[D]. 杭州: 浙江大学, 2009: 9-10.
    [10] Li Dan, Zhu Ziqiang, Fu Xiongying, et al. Relations between the laser induced damage to optical thin film and the material band-gap[J]. Opto-Electronic Engineering, 1999, 26(4): 58-62. (in Chinese)李丹, 朱自强, 付雄鹰, 等. 光学薄膜的激光诱导损伤与材料带隙的关系[J]. 光电工程, 1999, 26(4): 58-62.
    [11] Mero M, Liu Jianhua, Zeller J, et al. Femtosecond pulse damage behavior of oxide dielectric thin films[C]//SPIE, 2004, 5273: 8-16.
    [12] Hu Jianping, Ma Zi, Li Wei, et al. 1064 nm pulse laser damage of oxide coatings[J]. Acta Optica Sinica, 2000, 20(2): 262-266. (in Chinese)胡建平, 马孜, 李伟, 等. 氧化物薄膜抗1064 nm脉冲激光损伤的特性研究[J]. 光学学报, 2000, 20(2): 262-266.
    [13] Ye Xiaowen, Ding Tao, Cheng Xinbin,et al. Contrastive investigation of the residual stress of SiO2 films prepared by electron beam evaporation in different relative humidity environments[J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(3): 713-717. (in Chinese)叶晓雯, 丁涛, 程鑫彬, 等. 电子束蒸发SiO2薄膜残余应力在不同湿度环境下的对比[J]. 红外与激光工程, 2012, 41(3): 713-717.
    [14] Liu Huasong, Wang Lishuan, Jiang Chenghui, et al. Dispersive properties of optical constants of SiO2 films in the visible and infrared regions[J]. Acta Optica Sinica, 2013, 33(10): 308-313. (in Chinese)刘华松, 王利栓, 姜承慧, 等. SiO2薄膜的可见光与红外波段光学常数的色散特性[J]. 光学学报, 2013, 33(10): 308-313.
    [15] Liu Huasong, Ji Yiqin, Zhang Feng, et al. Dispersive properties of optical constants of some metallic oxide thin films in the mid-infrared regions[J]. Acta Optica Sinica, 2014, 34(8): 0831003. (in Chinese)刘华松, 季一勤, 张锋, 等. 金属氧化物薄膜在中波红外光谱区内光学常数色散特性[J]. 光学学报, 2014, 34(8): 0831003.
    [16] Rahe M, Ristau D, Schmidt H. The effect of hydrogen concentration in conventional and IAD coatings on the absorption and laser induced damage at 10.6m[C]//SPIE, 1992, 1848: 335-348.
    [17] Ai Wanjun, Xiong Shengming. Characterization of hafnia thin films made with different deposition technologies[C]//SPIE, 2011, 8190: 81900J.
    [18] Gross T, Dreschau F, Ristau D, et al. Characterization of laser components for high-power Ho:YAG lasers[C]//SPIE, 1998, 3244: 111-117.
  • [1] 辛磊, 杨忠明, 孟君, 刘兆军.  基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法 . 红外与激光工程, 2024, 53(3): 20230614-1-20230614-10. doi: 10.3788/IRLA20230614
    [2] 陆健, 谢知健, 张宏超.  连续激光辐照硅太阳电池损伤特性的光束诱导电流表征 . 红外与激光工程, 2022, 51(2): 20220022-1-20220022-8. doi: 10.3788/IRLA20220022
    [3] 王希, 刘英杰, 张子萌, 王嘉宁, 姚勇, 宋清海, 徐科.  2 μm波段片上光子集成器件的研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2022, 51(3): 20220087-1-20220087-12. doi: 10.3788/IRLA20220087
    [4] 夏盛强, 蔡继兴, 张潇允, 辛潮, 李婧祎, 金光勇.  毫秒-纳秒组合脉冲激光辐照熔石英的温度场应力场数值分析 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20200415-1-20200415-9. doi: 10.3788/IRLA20200415
    [5] 常浩, 陈一夫, 周伟静, 郭威.  纳秒激光脉冲辐照太阳能电池损伤特性及对光电转化的影响 . 红外与激光工程, 2021, 50(S2): 20210296-1-20210296-8. doi: 10.3788/IRLA20210296
    [6] 毛佳佳, 胡平, 周雪, 王华行, 聂鸿坤, 颜秉政, 王瑞华, 张百涛, 李涛, 杨克建, 何京良.  Tm3+/ Ho3+离子掺杂中红外超快激光技术研究进展(特邀) . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210436-1-20210436-23. doi: 10.3788/IRLA20210436
    [7] 李翔, 汪宏, 乔忠良, 张宇, 牛智川, 佟存柱, 刘重阳.  2 μm GaSb基被动锁模激光器重复频率变化的研究(特邀) . 红外与激光工程, 2020, 49(12): 20201054-1-20201054-5. doi: 10.3788/IRLA20201054
    [8] 郑天然, 王方, 孙喜博, 胡东霞.  基于光场分布特性分析的高功率激光吸收体设计方法研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(10): 1005010-1005010(6). doi: 10.3788/IRLA201948.1005010
    [9] 吴朱洁, 潘云香, 赵竞元, 陆健, 沈中华, 倪晓武.  毫秒激光辐射K9玻璃的激光损伤研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(8): 805005-0805005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.0805005
    [10] 岳威, 韩隆, 张阔, 韩永昶, 赵明艳.  氧化铝基体3.7 μm与4.8 μm双波段带通滤光膜研制 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 621001-0621001(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0621001
    [11] 张海鹍, 黄继阳, 周城, 夏伟, 何京良.  2 μm波段Tm:YAP晶体半导体可饱和吸收镜连续波锁模激光器 . 红外与激光工程, 2018, 47(5): 505003-0505003(4). doi: 10.3788/IRLA201847.0505003
    [12] 张明鑫, 聂劲松, 孙可, 韩敏.  组合激光辐照单晶硅的热作用数值分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(11): 1106011-1106011(8). doi: 10.3788/IRLA201847.1106011
    [13] 徐均琪, 苏俊宏, 葛锦蔓, 基玛 格拉索夫.  光学薄膜激光损伤阈值测量不确定度 . 红外与激光工程, 2017, 46(8): 806007-0806007(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0806007
    [14] 马宏平, 程鑫彬, 张锦龙, 王占山, 唐永建.  不同工艺制备的人工节瘤的损伤生长特性 . 红外与激光工程, 2017, 46(5): 521001-0521001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0521001
    [15] 王玺, 方晓东.  KrF激光和脉冲CO2激光损伤K9玻璃的实验对比与分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206009-1206009(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1206009
    [16] 阿卜杜萨拉木.图尼亚孜, 程鑫彬, 鲍刚华, 焦宏飞, 王占山.  偏振分光膜中节瘤的激光损伤特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(8): 2461-2466.
    [17] 杨利红, 王涛, 韩锦涛, 苏俊宏.  脉冲激光诱导TiO2/SiO2薄膜表面损伤性能实验 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 365-368.
    [18] 刘华松, 傅翾, 季一勤, 张锋, 陈德应, 姜玉刚, 刘丹丹, 王利栓, 冷健, 庄克文.  离子束溅射制备氧化物薄膜沉积速率调整方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2192-2197.
    [19] 张乾, 焦宏飞, 程鑫彬, 马彬, 季一勤.  几种紫外薄膜材料的光学及损伤特性分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(4): 1230-1234.
    [20] 梁巍巍, 殷瑞光, 李慧, 赵宏鹏, 张文攀.  激光损伤四象限探测器对制导武器的影响 . 红外与激光工程, 2013, 42(10): 2672-2676.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-17
  • 修回日期:  2015-10-21
  • 刊出日期:  2016-05-25

铥激光器腔镜用高损伤阈值氧化物薄膜的研制

doi: 10.3788/IRLA201645.0521001
    作者简介:

    赵阳(1988-),男,硕士生,主要从事激光损伤薄膜方面的研究。Email:10zhaoyang@tongji.edu.cn;焦宏飞(1982-),男,副教授,博士,主要从事薄膜光学及激光与物质相互作用等方面的研究。Email:jiaohf@tongji.edu.cn

    赵阳(1988-),男,硕士生,主要从事激光损伤薄膜方面的研究。Email:10zhaoyang@tongji.edu.cn;焦宏飞(1982-),男,副教授,博士,主要从事薄膜光学及激光与物质相互作用等方面的研究。Email:jiaohf@tongji.edu.cn

基金项目:

国家自然科学基金(61108036,61235011);国家863计划;中央高校基本科研业务费专项资金

  • 中图分类号: O484

摘要: 2 m波段激光器在环境探测、测风雷达、生物组织切割、光电对抗等领域都有重要的应用价值和前景。而此波段的薄膜通常采用折射率较高的硫化物、砷化物等软膜材料来制备,为了提升该波段薄膜的损伤性能,采用折射率相对较低但能带隙更宽的氧化物材料来制备。利用傅里叶红外光谱仪和弱吸收测试仪分析表征了薄膜中OH基含量的多少和薄膜整体吸收的大小,通过优化工艺,成功制备出了满足2 020 nm的铥(Tm)激光器使用要求的多层介质薄膜。利用微分干涉显微镜观察了经过激光损伤测试薄膜的损伤形貌,结合薄膜中电场分布和应力测试结果,分析探讨了此薄膜的损伤机理,提出进一步优化薄膜损伤特性的方案。

English Abstract

参考文献 (18)

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