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第1章 光学薄膜激光诱导损伤机理 1

1.1 光学薄膜激光诱导损伤机理概述 1

1.1.1 光学薄膜的本征吸收 1

1.1.2 杂质吸收 2

1.1.3 雪崩离化 3

1.1.4 多光子吸收 4

1.1.5 热力耦合损伤模型 6

1.2 光学薄膜激光损伤的电磁场分布理论 7

1.2.1 光学薄膜中的电磁场分布理论 8

1.2.2 常用光学薄膜中的电场分布 9

1.3 光学薄膜激光损伤的温度场分布理论 12

1.3.1 光学薄膜激光损伤温度场理论模型 12

1.3.2 温度场理论的应用 14

1.4 光学薄膜激光损伤的杂质吸收理论 19

1.4.1 光学薄膜中的杂质缺陷 19

1.4.2 光学薄膜损伤的杂质吸收理论 20

1.4.3 杂质诱导的电场增强 22

1.5 杂质诱导光学薄膜激光损伤的热力学过程 23

1.5.1 受内压球壳模型 23

1.5.2 杂质诱导相变热力耦合损伤理论 25

参考文献 27

第2章 光学薄膜激光损伤测试方法 32

2.1 损伤阈值测试规范 32

2.1.1 损伤阈值测试的重要概念 33

2.1.2 损伤阈值测试方式 34

2.1.3 损伤阈值的确定 36

2.2 光学薄膜激光损伤阈值测试系统 37

2.2.1 损伤测试原理及装置 37

2.2.2 对仪器的具体要求 38

2.3 光学薄膜激光损伤阈值测试过程 40

2.3.1 测试前的准备工作 40

2.3.2 1-on-1损伤阈值测试过程 45

2.3.3 S-on-1损伤阈值测试过程 46

参考文献 50

第3章 典型光学薄膜的激光损伤特性 53

3.1 光学薄膜损伤的几种不同效应 53

3.1.1 光斑尺寸效应 53

3.1.2 脉冲效应 55

3.1.3 脉宽效应 55

3.1.4 波长效应 57

3.2 高反射膜的激光损伤特性 57

3.3 减反射膜的激光损伤特性 66

3.4 偏振膜的激光损伤特性 74

3.5 三倍频膜的激光损伤特性 77

3.6 真空环境下的薄膜损伤简介 80

参考文献 88

第4章 光学薄膜激光预处理技术 93

4.1 光学薄膜激光预处理技术概述 93

4.2 光学薄膜激光预处理机理 94

4.2.1 电子杂质缺陷模型 94

4.2.2 表面平滑模型 97

4.2.3 缺陷清除机制 98

4.2.4 激光加热退火模型 100

4.3 激光预处理的实现方法 100

4.4 典型光学薄膜的激光预处理 107

4.4.1 HfO2/SiO2多层膜的激光预处理 107

4.4.2 LaF3/MgF2介质薄膜的激光预处理 119

4.4.3 Y2O3/SiO2薄膜的激光预处理 126

4.4.4 熔石英的激光预处理 128

4.5 CO2激光预处理光学薄膜 133

4.5.1 CO2激光预处理ZrO2单层膜 134

4.5.2 CO2激光预处理ZrO2/SiO2多层膜 137

4.5.3 CO2激光预处理HfO2/SiO2基频高反射膜 138

4.5.4 CO2激光预处理351 nm Y2O3/SiO2增透膜 140

参考文献 145

第5章 光学薄膜激光预处理技术的应用 150

5.1 激光薄膜中缺陷的分类及分布模型 150

5.1.1 光学薄膜中缺陷的分类 150

5.1.2 缺陷均匀分布模型 152

5.1.3 缺陷概率分布模型 158

5.2 多光斑拟合与多光斑损伤测试方法 159

5.2.1 多光斑拟合方法 160

5.2.2 多光斑损伤测试方法 160

5.3 典型薄膜的光斑效应实验 161

5.3.1 单层膜的光斑效应 161

5.3.2 多层膜的光斑效应 161

5.4 光学薄膜中损伤缺陷的研究方法 164

5.4.1 利用全内反射显微镜研究缺陷 165

5.4.2 利用缺陷的特征参数研究缺陷 168

5.5 采用光斑效应和激光预处理结合研究缺陷 178

5.5.1 HfO2单层膜中的缺陷 178

5.5.2 SiO2单层膜中的缺陷 181

5.5.3 HfO2/SiO2高反射膜中的缺陷 185

5.5.4 ZrO2/SiO2高反射膜中的缺陷 186

参考文献 188

第6章 飞秒脉冲激光诱导薄膜损伤简介 192

6.1 飞秒激光的产生 192

6.2 光学薄膜在飞秒激光器中的应用 196

6.3 飞秒激光在微加工中的应用 198

6.4 飞秒激光的损伤机理 199

6.4.1 飞秒激光与固体介质作用的物理过程 199

6.4.2 飞秒激光与固体作用的介质能量吸收与传导 202

6.4.3 飞秒脉冲激光作用下光学薄膜的损伤机理 204

6.4.4 飞秒脉冲激光作用下薄膜损伤阈值的特点 207

参考文献 210