留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

邢昕 袁伟 李泽汉 薛冰 小林孝嘉 杜鹃 赵元安 冷雨欣 邵建达

邢昕, 袁伟, 李泽汉, 薛冰, 小林孝嘉, 杜鹃, 赵元安, 冷雨欣, 邵建达. 飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106005-1106005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106005
引用本文: 邢昕, 袁伟, 李泽汉, 薛冰, 小林孝嘉, 杜鹃, 赵元安, 冷雨欣, 邵建达. 飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(11): 1106005-1106005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106005
Xing Xin, Yuan Wei, Li Zehan, Xue Bing, Takayoshi Kobayashi, Du Juan, Zhao Yuan'an, Leng Yuxin, Shao Jianda. Pre-damage dynamics of dielectric chirped mirror film layer excited by femtosecond laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1106005-1106005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106005
Citation: Xing Xin, Yuan Wei, Li Zehan, Xue Bing, Takayoshi Kobayashi, Du Juan, Zhao Yuan'an, Leng Yuxin, Shao Jianda. Pre-damage dynamics of dielectric chirped mirror film layer excited by femtosecond laser[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(11): 1106005-1106005(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1106005

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

doi: 10.3788/IRLA201746.1106005
基金项目: 

中国科学院百人计划;国家自然科学基金(61475169,11127901);国家自然科学基金创新群体项目(61521093)

详细信息
    作者简介:

    邢昕(1994-),女,硕士生,主要从事激光与物质相互作用方面的研究。Email:xing@siom.ac.cn

  • 中图分类号: O437

Pre-damage dynamics of dielectric chirped mirror film layer excited by femtosecond laser

  • 摘要: 光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展。飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定。光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关。利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究。发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降。反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用。通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps。
  • [1] Sugioka K, Cheng Y. Ultrafast lasers-reliable tools for advanced materials processing[J]. Light Sci Appl, 2014, 3:e149.
    [2] Keller U. Recent developments in compact ultrafast lasers[J]. Nature, 2003, 424(6950):831-838.
    [3] Qiao Ziwen, Gao Bingrong, Chen Qidai, et al. Ultrafast spectroscopy techniques and their complementary usages[J]. Chinese Optics, 2014, 7(4):588-599. (in Chinese)乔自文, 高炳荣, 陈岐岱, 等.飞秒超快光谱技术及其互补使用[J]. 中国光学, 2014, 7(4):588-599.
    [4] Cheng Ping, Wei Di, Wu Benke, et al. Femtosecond laser precision machining of biodegradable heart stent[J]. Optics and Precision Engineering, 2014, 22(1):63-68. (in Chinese)程萍, 位迪, 吴本科, 等.可降解心脏支架的飞秒激光精密加工[J]. 光学精密工程, 2014, 22(1):63-68.
    [5] Li Z, Du J, Zhao Y, et al. Modeling the effect of nano-second laser conditioning on the femtosecond laser-induced damage of optical films[J]. Opt Express, 2015, 23(11):14774-14783.
    [6] Du J, Li Z, Xue B, et al. Ultrafast pre-breakdown dynamics in Al2O3/SiO2 reflector by femtosecond UV laser spectroscopy[J]. Opt Express, 2015, 23(13):17653-17658.
    [7] Trtcia M S, GakovicB M, Radak B B, et al. Material surface modification by ns, ps and fs laser pulses[J]. Optics and Precision Engineering, 2011, 19(2):221-227.
    [8] Zhao Yingwei, Fu Xiuhua, Li Shan, et al. Anti-laser-induced damage high reflectance film withmultifunction[J]. Chinese Optics, 2010, 3(3):274-278. (in Chinese)赵缨慰, 付秀华, 李珊, 等.多功能抗激光损伤高反射膜[J]. 中国光学, 2010, 3(3):274-278.
    [9] Bu Yikun, Zhao Li, Zheng Quan, et al. Design method of high damage threshold laser mirror[J]. Infrared and Laser Engineering, 2006, 35(2):183-186. (in Chinese)卜轶坤, 赵丽, 郑权, 等.高损伤阈值激光反射镜的设计方法[J]. 红外与激光工程, 2006, 35(2):183-186.
    [10] Nisoli M, de Silvestri S, Svelto O, et al. Compression of high-energy laser pulses below 5 fs[J]. Opt Lett, 1997, 22(8):522-524.
    [11] Mouskeftaras A, Guizard S, Fedorov N, et al. Mechanisms of femtosecond laser ablation of dielectrics revealed by double pump-probe experiment[J]. Applied Physics A, 2012, 110(3):709-715.
    [12] Chen S, Gao P, Zhao Y, et al. Thermal-dynamical analysis of blister formation in chirped mirror irradiated by single femtosecond lasers[J]. Appl Opt, 2014, 53(15):3347-3354.
    [13] Xie Yujiang, Zhang Jinlong, Wang Zhanshan, et al. Preparation and damage of wideband chirp mirrors[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5):1544-1548. (in Chinese)谢雨江, 张锦龙, 王占山, 等.宽带啁啾镜的制备及其损伤特性研究[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5):1544-1548.
    [14] Mero M, Sabbah A J, Zeller J, et al. Femtosecond dynamics of dielectric films in the pre-ablation regime[J]. Applied Physics A, 2005, 81(2):317-324.
  • [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] 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
    [3] 黄亚军, 蔡文莱, 陈英怀, 黄志刚.  纳秒激光诱导铜箔喷射机制的研究 . 红外与激光工程, 2019, 48(2): 206003-0206003(7). doi: 10.3788/IRLA201948.0206003
    [4] 王金梅, 颜海英, 郑培超, 薛淑文.  激光诱导土壤等离子体光谱辐射实验参数优化 . 红外与激光工程, 2018, 47(12): 1206011-1206011(7). doi: 10.3788/IRLA201847.1206011
    [5] 李志明, 王玺, 聂劲松, 胡瑜泽.  飞秒激光诱导硅表面高频周期结构 . 红外与激光工程, 2018, 47(1): 106003-0106003(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0106003
    [6] 李雄威, 王哲, 刘汉强, 郭桦.  基于激光诱导击穿光谱的燃煤热值定量分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 734001-0734001(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0734001
    [7] 李旭东, 周益平, 闫仁鹏, 潘虎, 陈德应, 周忠祥.  应用于高速平面激光诱导荧光的激光器研究 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1205001-1205001(6). doi: 10.3788/IRLA201746.1205001
    [8] 李占锋, 王芮雯, 邓琥, 尚丽平.  黄连中Pb的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(10): 1006003-1006003(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1006003
    [9] 马欲飞, 何应, 于欣, 陈德应, 孙锐.  用于激光诱导等离子体点火技术的激光源研究进展 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1136003-1136003(6). doi: 10.3788/IRLA201645.1136003
    [10] 杨成娟, 梅雪松, 王文君, 田延岭, 张大卫, 崔良玉.  皮秒激光功率变化对激光诱导晶体硅变化的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 106006-0106006(7). doi: 10.3788/IRLA201645.0106006
    [11] 袁伟, 邢昕, 韩冬佳, 李泽汉, 薛冰, 小林孝嘉, 杜鹃, 赵元安, 冷雨欣, 邵建达.  高反Al2O3/SiO2膜内超快激光预损伤动力学过程 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1206013-1206013(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1206013
    [12] 陈金忠, 王敬, 李旭, 滕枫.  样品温度对激光诱导等离子体辐射强度的影响 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3223-3228.
    [13] 李文宏, 尚丽平, 武志翔, 王芮雯, 周强.  水泥中Al 和Fe 的激光诱导击穿光谱测量分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(2): 508-512.
    [14] 赵中华, 辛海燕, 王晓宇.  激光诱导声信号通信技术的初步研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(3): 863-866.
    [15] 谢雨江, 张锦龙, 王占山, 刘华松, 焦红飞.  宽带啁啾镜的制备及其损伤特性研究 . 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1544-1548.
    [16] 张兴权, 左立生, 余晓流, 戚晓利, 黄志来, 王彪, 段仕伟.  强激光诱导的应力波在靶板中衰减特性数值模拟 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 681-686.
    [17] 苏铁, 陈爽, 杨富荣, 陈力, 郑尧邦.  双色平面激光诱导荧光瞬态燃烧场测温实验 . 红外与激光工程, 2014, 43(6): 1750-1754.
    [18] 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.
    [19] 陈金忠, 白津宁, 宋广聚, 孙江, 魏艳红.  激光诱导击穿光谱技术测定土壤中元素Cr和Pb . 红外与激光工程, 2013, 42(4): 947-950.
    [20] 刘天夫, 胡桂林, 陈碧芳, 余时帆.  飞秒激光啁啾的直观可行检测方法 . 红外与激光工程, 2012, 41(1): 73-78.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  479
  • HTML全文浏览量:  57
  • PDF下载量:  91
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2017-03-10
  • 修回日期:  2017-04-20
  • 刊出日期:  2017-11-25

飞秒激光作用下啁啾镜膜层内损伤相关动力学

doi: 10.3788/IRLA201746.1106005
    作者简介:

    邢昕(1994-),女,硕士生,主要从事激光与物质相互作用方面的研究。Email:xing@siom.ac.cn

基金项目:

中国科学院百人计划;国家自然科学基金(61475169,11127901);国家自然科学基金创新群体项目(61521093)

  • 中图分类号: O437

摘要: 光学元器件的激光损伤问题,一直以来都困扰着超强超短激光系统的进一步发展。飞秒激光领域,激光脉冲引起的光学器件损伤主要由材料的本征特性决定。光学材料内的多光子电离、雪崩电离、导带电子弛豫等一系列非线性过程,与材料的激光损伤过程密切相关。利用泵浦探测技术,采用中心波长为800 nm,重复频率1 kHz的飞秒激光脉冲,对Nb2O5/SiO2啁啾镜介质膜的内部与飞秒激光损伤相关的超快动力学进行了研究。发现强的泵浦光脉冲辐照结束后飞秒乃至几十皮秒的范围内,啁啾镜对探测光的反射率有一定程度的下降。反射率降低的主要原因是泵浦光在介质膜的Nb2O5层内激发的大量的自由电子对探测光吸收所致,且该过程对激光诱导损伤过程起主导作用。通过反射率的变化,对其介质膜内导带电子弛豫过程进行探究,测定得到其衰减寿命,分别为1.31、6.88、22.34 ps。

English Abstract

参考文献 (14)

目录

    /

    返回文章
    返回