Recentemente, un gruppo di ricerca del Dipartimento di tecnologia e ingegneria degli elementi laser ad alta potenza, Istituto di ottica e macchinari di precisione di Shanghai (SIPM), Accademia cinese delle scienze (CAS), ha compiuto nuovi progressi nella valutazione delle prestazioni anti-danno laser e della meccanismo di danno dei polarizzatori a film sottile da 532 nm utilizzando diversi protocolli di test dei danni laser. I risultati sono stati pubblicati su Optical Materials con il titolo "Danno laser a nanosecondi di polarizzatori a film sottile da 532 nm valutati mediante diversi protocolli di test". Materiali ottici.
I polarizzatori a film sottile svolgono un ruolo importante nei sistemi laser ad alta potenza perché trasmettono la luce polarizzata P e riflettono la luce polarizzata S. I polarizzatori a film sottile da 1064 nm sono comunemente usati come interruttori ottici e isolatori ottici in sistemi laser di grandi dimensioni, come il National Ignition Facility (NIF) degli Stati Uniti, il sistema laser OMEGA EP, il Laser Megajoule e il dispositivo SG II-UP. Dispositivi UP. Tuttavia, con lo sviluppo di laser a onde corte ad alta potenza, è stata introdotta la tecnologia di combinazione del raggio polarizzato per risolvere il problema della limitata resistenza al danno laser degli elementi ottici a film sottile a onda corta, ma della valutazione del danno laser di secondo e terzo livello. Anche i polarizzatori armonici sono cruciali.
Attualmente, i principali protocolli di test dei danni laser sono 1-on-1, S-on-1, Raster scan, R-on-1 e N -1-on{ {7}} Il test del danno laser prevede l'applicazione di un singolo impulso laser a ciascun punto di prova sul campione per studiare la morfologia del danno iniziale dell'elemento ottico. Il test dei danni laser S-on-1 prevede l'applicazione di più impulsi laser allo stesso punto di prova per valutare l'effetto cumulativo e la durata delle ottiche per un lungo periodo di tempo. Il test dei danni laser con scansione raster esegue la scansione di un'area di 1 cm2 del campione alla stessa densità di energia e può essere utilizzato per rilevare difetti discreti a bassa densità nello strato di pellicola. Quando l'area testabile del campione è limitata, è possibile selezionare il test di danno laser R-on-1 per determinare la soglia di danno, che utilizza incrementi crescenti di densità di energia laser per irradiare lo stesso punto di prova. La riduzione del numero di passaggi di densità dell'energia laser semplifica il test R-on-1 in un test N-on-1. L'uso di diversi protocolli di test dei danni laser può aiutare a scoprire le fonti di danno ai componenti ottici a film sottile, a identificare potenziali meccanismi di guasto del film e a fornire miglioramenti nei processi di preparazione dei componenti ottici a film sottile.
Il team ha valutato la resistenza al danno laser dei polarizzatori a film sottile da 532 nm in diversi stati di polarizzazione utilizzando i protocolli di test dei danni laser 1-on-1, S-on-1 e Raster scan. La soglia di danno dei polarizzatori a film sottile preparati utilizzando l’evaporazione del fascio di elettroni era significativamente inferiore nella luce polarizzata P rispetto alla luce S. Le soglie di danno a probabilità zero 1-on-1 e S-on-1 dei polarizzatori da 532 nm sono molto vicine tra loro nella luce polarizzata P. La caratterizzazione della morfologia del danno mostra che il danno dei campioni sotto polarizzazione P è costituito principalmente da crateri a fondo piatto causati da difetti strutturali all'interfaccia tra il substrato e lo strato di pellicola e danni a guscio causati da danni al sottosuolo di silice fusa, ed entrambi i tipi di danno sono molto stabili. Sotto la luce polarizzata S, la soglia di danno di S-on-1 è inferiore a quella di 1-on-1 e appare l'influenza dell'effetto cumulativo. La morfologia del danno principale è rappresentata dai crateri danneggiati dai noduli espulsi in modo incompleto e il danno causato da difetti di assorbimento è mostrato anche sotto irradiazione laser a impulsi multipli. La soglia di danno zero della scansione raster è la più bassa per entrambe le luci polarizzate, indicando che per i polarizzatori a film sottile, la densità del difetto e la qualità dello strato di pellicola sono i principali fattori limitanti che influenzano la resistenza ai danni del laser.
Questo studio è stato sostenuto dal Programma di cooperazione estera dell'Ufficio di cooperazione internazionale dell'Accademia cinese delle scienze e dal Consiglio di ricerca scientifica e tecnologica della Turchia.
Figura 1. Confronto tra le soglie di danno laser e la tipica morfologia del danno dei polarizzatori a film sottile da 532 nm
