Отслеживание и понимание событий лазерного повреждения в оптике — часть 10

3.2 Технология лазерной предварительной обработки

Предварительная лазерная обработка — это технология, использующая подпороговый поток лазерной энергии для обработки компонентов перед их практическим использованием. Это может эффективно улучшить способность некоторых оптических компонентов противостоять лазерному повреждению. Основная функция предварительной лазерной обработки состоит в удалении дефектов или снижении термодинамического отклика   под  лазерным облучением. Предварительная лазерная обработка не является неразрушающим процессом , и в процессе обработки на поверхность или корпус оптического компонента производится определенная степень локального воздействия  , но степень этого воздействия необходимо контролировать в допустимых пределах. .

Из-за хаотичности распределения дефектов технология лазерной предварительной обработки представляет собой процесс сканирования поверхности оптического компонента  малым пятном, так что поверхность компонента   облучается приблизительно равномерным потока энергии, как показано на рис. 13. За счет улучшения площади перекрытия соседних световых пятен можно управлять лазерным лучом, чтобы облучать поверхность компонента с идеальной однородностью. Пространственное распределение выходных импульсов обычных лазеров в основном является гауссовым, а плотность энергии изменяется в пределах диапазона облучения одного и того же импульса. Для учета равномерности   потока энергии на  поверхности и эффективности обработки расстояние между соседними пятнами равно   устанавливается равным диаметру пятна, соответствующему 90% пиковой энергии лазерного импульса.

В качестве метода обработки для удаления дефектов или уменьшения термодинамической реакции дефектов соответствующая технология предварительной лазерной обработки должна быть разработана в соответствии с конкретным типом оптического компонента  и характеристиками дефекта. В настоящее время в области исследований МКФ лазерная предварительная обработка стала применяться к многослойным диэлектрическим пленкам и кристаллам KDP/DKDP   (www.wisoptic.com) . Мы разработали и внедрили наносекундные и субнаносекундные лазерные системы предварительной обработки. Первый использует лазер Nd:YAG в качестве источника света со следующими характеристиками: ширина импульса   ~ 10 нс , частота следования 30 Гц,   способен удваивать и утраивать выходную частоту, пятно на поверхности мишени ~ 1,5 мм, максимальная плотность энергии 100 Дж/см ² (@1064 нм) . Эта система  в основном используется для лазерной предварительной обработки многослойных диэлектрических пленок и кристаллов KDP   (www.wisoptic.com). Для обработки кристаллов DKDP (www.wisoptic.com),   мы используем   лазер с утроением частоты и регулируемой длительностью импульса (300~800 пс)   , частота повторения   100 Гц, максимальная плотность энергии на поверхности мишени   10 Дж/см ² (@355 нм). Система может обрабатывать  максимальный размер 1000 мм × 400 мм и способна осуществлять онлайн-мониторинг и автоматическое управление   ( показано на рисунке 14 ) .