飞秒脉冲激光对硅基多层膜损伤特性

论文摘要

为了明确超快激光损伤典型成像探测器膜层结构的物理机制,对飞秒脉冲激光辐照硅基多层膜的损伤特性,以及各种损伤效应对应的激光能量通量范围和阈值条件进行研究。利用波长为800 nm、脉冲宽度为100 fs的脉冲激光和金相显微镜研究了硅基多层膜在不同激光能量通量和不同脉冲累积下的损伤效应。在能量通量为1. 01～24. 7 J/cm~2的激光单脉冲辐照下,激光作用区域可观察到氧化/无定形化、非热烧蚀和激光诱导等离子体烧蚀所引起的表面损伤,其损伤效应与激光能量通量有明显联系,激光作用区域尺寸随能量通量线性增大。在2. 42 J/cm~2到24. 7 J/cm~2激光能量通量范围内,可在辐照表面观察到激光诱导压力导致的多层损伤,损伤概率随激光能量通量的增加由1%增大到51%。在激光能量通量为1. 01 J/cm~2的连续多脉冲辐照下,烧蚀区域尺寸几乎不变,但烧蚀深度逐渐增加,其多层损伤机制为表面损伤的累积效应。通过单脉冲损伤实验数据拟合计算确定,飞秒激光诱导硅基多层膜表面损伤阈值为0. 543 J/cm~2,应力多层损伤阈值为2. 16 J/cm~2。低激光能量通量(≤1. 01 J/cm~2)多脉冲辐照累积作用同样可造成硅基多层膜深层损伤。

论文目录

1 Introduction

2 Experiment

3 Experimental Results and Analysis

3.1 Study of the surface ablation damage effect

3.1.1 Comparison of typical radiation damage morphology

3.1.2 Comparison of different laser energy flux irradiation morphology

3.2 Study on the Deep Damage Effect

3.2.1 High Laser Energy Flux Single Pulse Stress Damage

3.2.2Low laser energy flux ablation cumulative damage

4 Conclusion

1引言

2实验

3实验结果及分析

3.1面烧蚀损伤效应研究

3.1.1典型辐照损伤形貌对比

3.1.2 不同激光能量通量辐照形貌对比

3.2 深层损伤效应研究

3.2.1 高激光能量通量单脉冲应力损伤

3.2.2 低激光能量通量烧蚀累积损伤

4 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 郑长彬,邵俊峰,李雪雷,王化龙,王春锐,陈飞,王挺峰,郭劲

关键词: 激光烧蚀,激光损伤,硅基多层膜,损伤阈值

来源: 中国光学 2019年02期

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,工程科技Ⅱ辑,信息科技

专业: 物理学,材料科学,工业通用技术及设备,无线电电子学

单位: 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所激光与物质相互作用国家重点实验室,中国科学院大学

基金: 激光与物质相互作用国家重点实验室自主基金课题(No.SKLLIM-1502)~~

分类号: TN249;TB383.2

页码: 371-381

总页数: 11

文件大小: 2030K

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标签：激光烧蚀论文; 激光损伤论文; 硅基多层膜论文; 损伤阈值论文;

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