في الآونة الأخيرة، حقق فريق بحث من قسم تكنولوجيا وهندسة عناصر الليزر عالية الطاقة، معهد شنغهاي للبصريات والآلات الدقيقة (SIPM)، الأكاديمية الصينية للعلوم (CAS)، تقدمًا جديدًا في تقييم الأداء المضاد لأضرار الليزر و آلية الضرر لمستقطبات الأغشية الرقيقة 532 نانومتر باستخدام بروتوكولات اختبار الضرر بالليزر المختلفة. تم نشر النتائج في مجلة Optical Materials تحت عنوان "ضرر ليزر النانو ثانية لمستقطبات الأغشية الرقيقة 532 نانومتر التي تم تقييمها بواسطة بروتوكولات اختبار مختلفة". المواد البصرية.
تلعب مستقطبات الأغشية الرقيقة دورًا مهمًا في أنظمة الليزر عالية الطاقة لأنها تنقل الضوء المستقطب P وتعكس الضوء المستقطب S. تُستخدم مستقطبات الأغشية الرقيقة 1064 نانومتر بشكل شائع كمفاتيح بصرية وعوازل بصرية في أنظمة الليزر الكبيرة، مثل مرفق الإشعال الوطني الأمريكي (NIF)، ونظام الليزر OMEGA EP، وLaser Megajoule، وجهاز SG II-UP. أجهزة UP. ومع ذلك، مع تطور أشعة الليزر ذات الموجة القصيرة عالية الطاقة، تم إدخال تقنية دمج الشعاع المستقطب لحل مشكلة المقاومة المحدودة لأضرار الليزر للعناصر البصرية ذات الأغشية الرقيقة ذات الموجة القصيرة، ولكن تقييم أضرار الليزر للعناصر الثانية والثالثة. المستقطبات التوافقية أمر بالغ الأهمية أيضًا.
حاليًا، البروتوكولات الرئيسية لاختبار تلف الليزر هي 1-on-1، وS-on-1، والمسح النقطي، وR-on-1، وN -1-on{ {7}} يتضمن اختبار الضرر بالليزر تطبيق نبضة ليزر واحدة على كل نقطة اختبار في العينة لدراسة شكل الضرر الأولي للعنصر البصري. يتضمن اختبار الضرر بالليزر S-on-1 تطبيق نبضات ليزر متعددة على نفس نقطة الاختبار لتقييم التأثير التراكمي وعمر البصريات على مدى فترة طويلة من الزمن. يقوم اختبار الضرر بالليزر بالمسح النقطي بمسح مساحة 1 سم2 من العينة بنفس كثافة الطاقة ويمكن استخدامه للكشف عن العيوب المنفصلة ومنخفضة الكثافة في طبقة الفيلم. عندما تكون المنطقة القابلة للاختبار في العينة محدودة، يمكن تحديد اختبار تلف الليزر R-on-1 لتحديد عتبة الضرر، والذي يستخدم خطوات متزايدة من كثافة طاقة الليزر لإشعاع نفس نقطة الاختبار. يؤدي تقليل عدد خطوات كثافة طاقة الليزر إلى تبسيط اختبار R-on-1 إلى اختبار N-on-1. يمكن أن يساعد استخدام بروتوكولات اختبار أضرار الليزر المختلفة في الكشف عن مصادر الضرر الذي يلحق بالمكونات الضوئية للأغشية الرقيقة، وتحديد الآليات المحتملة لفشل الفيلم، وإبلاغ التحسينات في عمليات إعداد المكونات البصرية للأغشية الرقيقة.
قام الفريق بتقييم مقاومة تلف الليزر لمستقطبات الأغشية الرقيقة 532 نانومتر في حالات استقطاب مختلفة باستخدام 1-on-1، وS-on-1، وبروتوكولات اختبار تلف الليزر بالمسح النقطي. كانت عتبة الضرر لمستقطبات الأغشية الرقيقة المحضرة باستخدام تبخر شعاع الإلكترون أقل بشكل ملحوظ في الضوء المستقطب P مقارنة بالضوء S. إن عتبات الضرر ذات الفرصة الصفرية 1-on-1 وS-on-1 للمستقطبات 532 نانومتر قريبة جدًا من بعضها البعض في الضوء المستقطب P. يُظهر توصيف مورفولوجيا الضرر أن تلف العينات تحت الاستقطاب P هو بشكل أساسي حفر ذات قاع مسطح ناتجة عن عيوب هيكلية في الواجهة بين الركيزة وطبقة الفيلم والأضرار التي تشبه القشرة الناتجة عن تلف السيليكا المنصهر تحت السطح، وكلاهما أنواع الضرر مستقرة جدًا. تحت الضوء المستقطب S، تكون عتبة الضرر لـ S-on-1 أقل من عتبة الضرر لـ 1-on-1، ويظهر تأثير التأثير التراكمي. الشكل الرئيسي للضرر هو الحفر التي تسبب ضررًا للعقيدات المقذوفة بشكل غير كامل، كما يظهر الضرر الناجم عن عيوب الامتصاص تحت إشعاع الليزر متعدد النبضات. تعد عتبة الضرر الصفرية للمسح النقطي هي الأدنى لكلا المصباحين المستقطبين، مما يشير إلى أنه بالنسبة لمستقطبات الأغشية الرقيقة، فإن كثافة الخلل وجودة طبقة الفيلم هي العوامل المحددة الرئيسية التي تؤثر على مقاومة أضرار الليزر.
تم دعم هذه الدراسة من قبل برنامج التعاون الخارجي التابع لمكتب التعاون الدولي التابع للأكاديمية الصينية للعلوم ومجلس البحث العلمي والتكنولوجي في تركيا.
الشكل 1. مقارنة عتبات تلف الليزر وتشكل الضرر النموذجي لمستقطبات الأغشية الرقيقة مقاس 532 نانومتر
