中远红外激光薄膜技术研究

【摘要】：光学薄膜是激光系统中的重要组成部分,对于高功率激光系统来说,光学薄膜相对于其它元件具有较低的抗激光损伤阈值,它是限制激光器功率进一步提高的瓶颈,是激光系统设计的重要依据和最大限制,因此,研究薄膜抗激光损伤,不断提高薄膜的损伤阈值,对研制和发展高能激光系统具有重要意义。在中远红外波段一些化学激光器自从上世纪60年代末演示成功以来,发展非常迅速,输出激光功率也越来越高。随着激光功率的提高,对激光薄膜元件的要求也越来越高。 本论文针对高损伤阈值的中红外波段的激光薄膜的优化设计、制备工艺、参数测试等方面进行了系统研究。论文所取得的主要研究成果包括: 1.给出了激光薄膜的基本设计理论和方法,详细讨论了中远红外光学薄膜制备过程中有关基板材料的选取、抛光和清洗工艺、薄膜材料的选取、热蒸发、溅射和离子镀等薄膜沉积方法以及基板温度、淀积速率和真空度等工艺参数如何确定等多方面的关键技术,从而为中远红外激光薄膜的设计和制备奠定了基础。 2.建立了多层光学薄膜的温度场理论模型,给出了相应的热传导方程组。采用交替隐型技术,编制了激光辐照下光学薄膜的温度场分布的计算模拟程序,并用美国斯坦福大学的计算结果进行了详细校