飛秒激光對(duì)雙折射晶體損傷機(jī)制的研究.pdf

1、雙折射晶體以其良好的光學(xué)、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及抗機(jī)械拉力和壓力,在物理、化學(xué)、激光技術(shù)、信息處理系統(tǒng)和生物技術(shù)等研究領(lǐng)域具有廣泛的用途。傳統(tǒng)的雙折射率晶體器件在低能量密度光學(xué)系統(tǒng)中可以滿(mǎn)足研究的需要。但是,隨著激光技術(shù)的發(fā)展,高能量激光系統(tǒng)的問(wèn)世,特別是飛秒激光的出現(xiàn),對(duì)以雙折射率晶體為原料的器件損傷越來(lái)越不容忽視,提高以雙折射晶體為原材料的器件的損傷閾值,在高能量激光系統(tǒng)中的應(yīng)用愈發(fā)顯得意義重大。
　　 近年來(lái)隨著研究激光

2、對(duì)光學(xué)材料損傷研究的進(jìn)展,對(duì)晶體損傷的情況也多種多樣。從損傷的機(jī)理來(lái)看主要有:1晶體在加工過(guò)程中,由于拋光或裸露時(shí)間過(guò)長(zhǎng),引起的晶體表面的凹坑、劃痕、雜質(zhì)以及晶體內(nèi)的各種缺陷和雜質(zhì)等所引起的熱破壞；2多光子吸收電離破壞；3晶體表面所受光壓造成的破壞；4晶體材料的雪崩擊穿破壞；5強(qiáng)激光非線(xiàn)性效應(yīng)自聚焦破壞；6布里淵散射激發(fā)出超聲波引起的破壞。其中機(jī)理2和3是很難在實(shí)驗(yàn)中將他們分離開(kāi)的,所以本文把二者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行探討。
　　 根據(jù)晶

3、體的光軸數(shù)可將雙折射晶體分為單軸晶和雙軸晶,根據(jù)光在晶體中傳播的速度的大小比較又分為正晶體和負(fù)晶體。不同性質(zhì)的晶體搭配可制造許出多種類(lèi)的器件,并且在未來(lái)的激光技術(shù)發(fā)展中有廣闊的應(yīng)用前景。為滿(mǎn)足技術(shù)發(fā)展的需求,材料對(duì)抗損傷性能研究越來(lái)越受到人們的重視,最近幾年來(lái)也獲得了可喜的成績(jī),如對(duì)薄膜、光子晶體的損傷等研究較為深入。但對(duì)傳統(tǒng)的材料冰洲石、石英和云母等的損傷形貌和機(jī)理還鮮有報(bào)道。因此,傳統(tǒng)雙折射晶體損傷形貌和機(jī)理的研究對(duì)提高晶體的損傷閾

4、值和晶體光學(xué)元件設(shè)計(jì)有非常重要的實(shí)際意義。
　　 論文內(nèi)容有以下幾部分組成:
　　 第一章為緒論部分,主要介紹了目前國(guó)內(nèi)外對(duì)光學(xué)材料損傷的研究現(xiàn)狀,介紹了課題的來(lái)源,并對(duì)課題研究的必要性做了簡(jiǎn)要的闡述。
　　 第二章對(duì)晶體激光破壞常見(jiàn)的種類(lèi)從破壞激機(jī)理的角度做了介紹,對(duì)影響晶體激光破壞的各種可能的因素做了詳細(xì)的論述。
　　 第三章從基本的理論出發(fā),討論了晶體損傷常用的實(shí)驗(yàn)裝置系統(tǒng)。從理論方面,對(duì)晶體常用的

5、損傷方法和檢測(cè)方法做了比較詳細(xì)的論述,對(duì)引起損傷和分析過(guò)程中出現(xiàn)的不確定因素做了仔細(xì)的分析。
　　 第四章主要介紹了飛秒激光器的結(jié)構(gòu)及工作原理,總體介紹了飛秒激光對(duì)光學(xué)材料破壞的研究現(xiàn)狀,以及飛秒激光在微加工方面的應(yīng)用。
　　 第五章作為重點(diǎn)部分,根據(jù)在不同能量下對(duì)晶體進(jìn)行損傷的實(shí)驗(yàn),從兩個(gè)方面對(duì)晶體損傷形貌的形狀,實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的出現(xiàn)的現(xiàn)象,以及破壞機(jī)理做了比較詳盡的論述。最后能夠得出了理論與實(shí)驗(yàn)相符合的結(jié)論。