Отслеживание и понимание событий лазерного повреждения в оптике — часть 12

3.4 Лазерная предварительная обработка   Компонент DKDP  

Прекурсор кристаллов DKDP, поврежденный лазером (предоставленный WISOPTIC), находится в теле материала, поэтому он отличается от удаления поверхностных узловых дефектов в  диэлектрических пленках. Лазерная предварительная обработка не может удалить предшественники в организме, а может только уменьшить термодинамическую реакцию предшественников s   при  лазерном излучении за счет улучшения интенсивности поглощения   инфракрасного излучения. До сих пор существуют разные мнения об этом механизме. LLNL в США считает, что предварительная лазерная обработка снижает нелинейное поглощение кристаллов DKDP, но не влияет на термическое поглощение; и наши эксперименты показывают, что предварительная лазерная обработка может уменьшить и то, и другое, а предварительная обработка субнаносекундным лазером лучше подавляет нелинейное поглощение.

Мы провели систематические исследования процесса субнаносекундной лазерной предварительной обработки  кристаллов DKDP среднего калибра (200 мм). Путем оптимизации ширины импульса и временной формы волны процесс был оптимизирован и определен. При  использовании предварительной лазерной обработки 500 пс порог нулевой вероятности повреждения образцов кристаллов DKDP может быть увеличен максимум в один раз, а лучший результат более 21,6 Дж/см ²(3ω, 3 нс) был получен впервые в Китае , как показано на рис. 18 ( пример 1 ) . На рис. 18 черные столбцы представляют порог нулевой вероятности повреждения необработанных кристаллов DKDP, красные столбцы представляют данные   предварительно обработанных образцов DKDP, синяя колонка представляет порог функционального повреждения предварительно обработанных кристаллов DKDP . . Если принять систему оценки устойчивости к лазерному повреждению для функционального повреждения и позволить оптическому пропусканию обработанного образца уменьшиться в пределах 0,1%, порог функционального повреждения достигнет 26 Дж/см 2 ^. (3ω, 3 нс) .

Заключение

Начав с микроскопических дефектов, поглощающих лазерную энергию, и предшественников наноразмерных лазерных повреждений в оптических компонентах, анализируя причину образования узелковых дефектов в диэлектрической пленке и понимая процесс теплового отклика индуцированного повреждения, методы покрытия , которые ингибирует образование узелковых дефектов и сформирован комплекс методов систематического анализа и решений для оптически разрешимых микроскопических дефектов .   Для наноразмерных лазерных предвестников повреждения, хотя их нельзя наблюдать непосредственно, их образование можно регулировать, комбинируя   со специальными процессами роста материала (такими как выращивание кристалла KDP в водном растворе ). Мы можем получить характеристики масштаба и поглощения наноразмерных прекурсоров, поврежденных лазером, в сочетании с моделированием, но у нас еще нет возможности  анализировать наноразмерные прекурсоры, поврежденные лазером, во всех материалах. До сих пор не хватает прямых методов исследования для понимания, и в настоящее время мы можем полагаться только на термодинамическое моделирование, чтобы инвертировать и угадывать характеристики этих предшественников . Наноразмерные лазерные предвестники повреждения являются основным узким местом, влияющим на применение оптических материалов в ультрафиолетовом диапазоне или коротких импульсах пикосекундного масштаба. Связанная с этим технология наноскопического обнаружения и исследования динамики повреждений на уровне ps станут ключом к пониманию и преодолению этой проблемы.