光热偏转法评价光学薄膜的激光损伤

【摘要】： 光学薄膜激光损伤的无损评价是一个十分重要的研究领域。它在激光驱动的 惯性约束核聚变以及强激光的应用中，都有着十分重要的作用。本文总结了目前 国内几种主要的研究方法，包括用透射反射扫描法检测光学薄膜的激光损伤，用 光声法测定光学薄膜的破坏阈值，以及用散射法来测量光学薄膜的损伤阈值等。 在广泛调研的基础上，结合本实验室自身的优势，提出了应用光热偏转方法来评 价光学薄膜的激光损伤。 本文首先介绍了光热偏转方法的基本原理和特点，说明了光热偏转方法在无 损检测领域有着许多突出的优点和重要的应用。然后描述了光热偏转方法的理论 模型--三层介质模型，对三层介质模型的解的物理意义加以了说明，并着重论 述了引起光热效应的物理量，即沿正向传播和反向传播的热波的物理意义。然后 介绍了在实验中具体应用到的三种光热偏转方法--即掠射式的光热偏转方法、 反射式的光热偏转方法和透射式的光热偏转方法。然后详细介绍了所设计的实验 装置中的光、机、电、算等各个环节。对系统中的泵浦光路和探测光路设计时的 考虑因素，以及设计实施方案，都作了详细的介绍。系统机械机构的设计，既要 考虑使系统结构紧凑，又要使系统能够比较方便的调整。电子部分也是光热系统 中十分重要和关键的一环，电子部分起到对原始的光热信号进行放大、滤波以及 A／D转换的功能。计算机控制软件控制整个系统的三维扫描，数据采集以及对采 集到的数据进行编码。 最后给出了应用三种不同的激光器作为泵浦源而得到的实验结果，对这些实 验结果作了对比分析，并对一些影响光热偏转法测量精度和速度的因素作了讨论 和总结，并提出了今后的发展思路。