Отслеживание и понимание событий лазерного повреждения в оптике — Часть 09

3 Функциональная лазерная оценка повреждений и технология предварительной лазерной обработки

Будь то микроскопические дефекты или наноскопические предшественники лазерного повреждения, их распределение и количество в оптических материалах или компонентах тесно связаны с производственным процессом. Технологии обработки и производства с низким уровнем брака сыграли важную роль в развитии производства материалов и компонентов для мощных лазеров. Однако, как крупнейший лазерный проект, лазерный драйвер ICF имеет самое большое количество и размер оптических компонентов на сегодняшний день. В крупномасштабных проектах необходимо избегать повреждений лазера, вызванных дефектами и прекурсорами, и увеличивать выходной поток крупномасштабных лазеров. Ожидать массового производства «бездефектных» оптических материалов и компонентов нереально, поэтому необходимо уравновесить противоречие между производственной мощностью и контролем брака. Основываясь на том факте, что повреждение, вызванное дефектами или предшественниками, обычно представляет собой локальную ямкообразную структуру, размер которой можно контролировать, LLNL в США предложила систему оценки порога функционального повреждения, которая допускает существование определенных точек повреждения. Размер точки повреждения контролируется, чтобы быть наименьшим и наиболее стабильным, и предлагается ряд методов постобработки, среди которых технология лазерной предварительной обработки имеет наибольшую прикладную ценность.

3.1 Метод оценки порога функционального лазерного повреждения для оптических компонентов с большой апертурой

Так называемое функциональное лазерное повреждение в основном проявляется в двух аспектах: во -первых, локальные повреждения, вызванные лазерным облучением, должны быть достаточно малы, чтобы существенно не изменять оптические свойства компонента, такие как отражательная способность, коэффициент пропускания и т. д., и не значительно изменить характеристики передаваемого луча, чтобы не повлиять на общую функцию компонентов в системе; во-вторых, это локальное повреждение должно быть устойчивым, и явление роста размеров не будет происходить при многократном облучении в расчетных условиях потока лазерной системы. Очевидно, что функциональное повреждение должно основываться на функциях лазерной системы и компонентов, а точки повреждения должны определяться с точки зрения масштаба, плотности и стабильности. В настоящее время критериями проекта US NIF для оценки функционального лазерного повреждения оптических компонентов с большой апертурой являются:

•   Поперечный размер места повреждения не превышает 280 мкм ;

•   Площадь затенения от всех точек повреждения не превышает 0,01% светопропускной площади детали;

•   Размер пятна повреждения не увеличивается при последующем воздействии лазерных импульсов;

•   Доля плазменной абляции после лазерной предварительной обработки диэлектрических тонкопленочных компонентов не должна превышать 3%.