熔石英光学元件亚表面损伤紫外吸收钝化机制研究
项目介绍
AI项目解读
基本信息
- 批准号:61505185
- 项目类别:青年科学基金项目
- 资助金额:21.0万
- 负责人:
- 依托单位:
- 学科分类:F0508.应用光学
- 结题年份:2018
- 批准年份:2015
- 项目状态:已结题
- 起止时间:2016-01-01 至2018-12-31
- 项目参与者:代如成; 陈桥; 肖凯博; 白阳;
- 关键词:
项目摘要
The UV laser induced surface damage of fused silica optics at fluence far below the intrinsic damage threshold severely limits the laser operational fluence level and lifetime of optics. Recent studies suggest that two sources of sub-band absorption exist that are primarily responsible for laser induced surface damage of fused silica optics at the present operational fluence of UV laser. One is the photoactive impurity, and the other is a thin layer of electronically defective material associated with even minute fractures of subsurface damage inevitably produced during traditional grinding and polishing processing. In this work, we investigate the physical mechanism of reconstructure of defective material layer of subsurface damage that is not contaminated by photoactive impurities under advanced thermal annealing or laser annealing treatment to modulate the UV absorption of subsurface damage. By systematically studying the detailed parameters that influence the effect of UV absorption passivation for the defective layer on the subsurface cracks without modifying the main macroscopic morphology and shape of subsurface damage, the change principles of structure and light absorption properties of defective layer of subsurface cracks are explored, which is of importance for further understanding the action mechanism of subsurface defect on the laser induced damage. The study of this project can provide technical and theoretical supports for improving the laser damage resistance performance of subsurface damage and developing new and economic surface processing techniques for fused silica optics.
熔石英光学元件在远低于其本征损伤阈值的通量下的紫外激光诱导损伤问题严重限制了激光的运行通量水平和元件的使用寿命,最新的研究结果指出在目前的紫外激光器运行通量下导致熔石英元件表面产生激光诱导损伤主要有两大类亚禁带吸收性前驱体,一类是光敏杂质,另一类是传统研磨和抛光不可避免引入的亚表面损伤中的微裂纹表面存在的电子缺陷材料层。本项目针对无光敏杂质的亚表面损伤,研究微裂纹表面缺陷层在先进的热退火或激光退火作用下进行重构改变其紫外吸收特性的物理机制,通过系统研究在亚表面损伤宏观形貌基本不变的情况下缺陷材料从微观上进行重构钝化其紫外吸收性质的具体参数,探索亚表面微裂纹缺陷层结构和光吸收特性的变化规律,深入认识亚表面损伤在激光诱导损伤中所起的作用机制,为改善亚表面缺陷的抗激光损伤性能以及开发新型的元件表面加工技术提供科学依据和理论指导。
结项摘要
大口径熔石英光学元件的紫外激光诱导损伤问题严重限制了高功率固体激光装置的激光的运行通量水平和元件的使用寿命,熔石英亚表面紫外吸收性缺陷是在高通量紫外激光作用下引起熔石英元件表面损伤及其增长的根本因素。目前光学元件表面的激光诱导损伤仍然是限制高功率激光装置通量的瓶颈,抑制光学元件表面损伤及其增长以保证激光通量水平并延长元件使用寿命是大型高功率激光装置长期稳定运行需要解决的关键问题之一。本项目通过对熔石英光学元件亚表面损伤紫外吸收类缺陷的系统研究,发现激光损伤阈值与亚表面紫外吸收类缺陷的密度严格负相关,通过钝化亚带隙紫外吸收类缺陷减小其密度可以极大提升激光损伤阈值。本项目开发了方便快捷地利用CO2激光钝化乃至消除紫外吸收缺陷的方法,研制了基于假想温度调控的CO2激光熔石英元件损伤修复工艺,在我国最新型的神光系列高功率激光装置应用表明,研制的修复工艺可以有效抑制光学元件表面损伤及其增长,保证激光通量水平,并延长元件使用寿命,维持了大型高功率固体激光装置长期高效稳定运行。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(3)
不同类型修复坑形貌对光传输的影响
- DOI:--
- 发表时间:2016
- 期刊:强激光与粒子束
- 影响因子:--
- 作者:白阳;廖威;张丽娟;陈静;栾晓雨;周海;张传超;袁晓东;郑万国
- 通讯作者:郑万国
Fabrication of concave microlens arrays by local fictive temperature modification of fused silica
通过熔融石英的局部假想温度调节制造凹面微透镜阵列
- DOI:10.1364/ol.42.001093
- 发表时间:2017
- 期刊:Optics Letters
- 影响因子:3.6
- 作者:Zhang Chuanchao;Liao Wei;Yang Ke;Liu Taixiang;Bai Yang;Zhang Lijuan;Jiang Xiaolong;Chen Jing;Jiang Yilan;Wang Haijun;Luan Xiaoyu;Zhou Hai;Yuan Xiaodong;Zheng Wanguo
- 通讯作者:Zheng Wanguo
Large-area uniform periodic microstructures on fused silica induced by surface phonon polaritons and incident laser
表面声子极化子和入射激光诱导熔融石英上的大面积均匀周期性微结构
- DOI:10.1016/j.optlaseng.2018.01.003
- 发表时间:2018-06
- 期刊:Optics and Lasers in Engineering
- 影响因子:4.6
- 作者:Zhang Chuanchao;Liao Wei;Zhang Lijuan;Jiang Xiaolong;Chen Jing;Wang Haijun;Luan Xiaoyu;Yuan Xiaodong
- 通讯作者:Yuan Xiaodong
共 3 条
- 1
其他文献
熔石英损伤修复坑下游光场调制的数值模拟与实验研究
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:物理学报
- 影响因子:--
- 作者:白阳;张丽娟;廖威;周海;张传超;陈静;叶亚云;蒋一岚;王海军;栾晓雨;袁晓东;郑万国
- 通讯作者:郑万国
氘化对KH_2PO_4晶体微观缺陷影响的正电子湮没研究
- DOI:--
- 发表时间:2015
- 期刊:Acta Physica Sinica
- 影响因子:1
- 作者:张丽娟;张传超;廖威;刘建党;谷冰川;袁晓东;叶邦角
- 通讯作者:叶邦角
考虑粘结滑移效应的型钢混凝土梁柱单元
- DOI:--
- 发表时间:--
- 期刊:计算力学学报
- 影响因子:--
- 作者:郑山锁;张传超;李磊
- 通讯作者:李磊
时效处理对新型Al-5.6Zn-1.6Mg-0.15Zr合金显微组织及耐腐蚀性能的影响
- DOI:10.13251/j.issn.0254-6051.2021.01.030
- 发表时间:2021
- 期刊:金属热处理
- 影响因子:--
- 作者:黄元春;谭维杨;张传超;王艳玲
- 通讯作者:王艳玲
型钢高强高性能混凝土框架拟动力试验研究
- DOI:--
- 发表时间:2012
- 期刊:建筑结构
- 影响因子:--
- 作者:李磊;郑山锁;张传超;邓国专
- 通讯作者:邓国专
共 6 条
- 1
- 2
张传超的其他基金
面向超强激光光束空间整形的熔石英振幅调控点激光构建机制研究
- 批准号:
- 批准年份:2022
- 资助金额:52 万元
- 项目类别:面上项目
面向超强激光光束空间整形的熔石英振幅调控点激光构建机制研究
- 批准号:62275235
- 批准年份:2022
- 资助金额:52.00 万元
- 项目类别:面上项目