飛秒激光對雙折射晶體損傷機(jī)制的研究.pdf

1、雙折射晶體以其良好的光學(xué)、熱學(xué)性能、化學(xué)穩(wěn)定性以及抗機(jī)械拉力和壓力,在物理、化學(xué)、激光技術(shù)、信息處理系統(tǒng)和生物技術(shù)等研究領(lǐng)域具有廣泛的用途。傳統(tǒng)的雙折射率晶體器件在低能量密度光學(xué)系統(tǒng)中可以滿足研究的需要。但是,隨著激光技術(shù)的發(fā)展,高能量激光系統(tǒng)的問世,特別是飛秒激光的出現(xiàn),對以雙折射率晶體為原料的器件損傷越來越不容忽視,提高以雙折射晶體為原材料的器件的損傷閾值,在高能量激光系統(tǒng)中的應(yīng)用愈發(fā)顯得意義重大。
　　 近年來隨著研究激光

2、對光學(xué)材料損傷研究的進(jìn)展,對晶體損傷的情況也多種多樣。從損傷的機(jī)理來看主要有:1晶體在加工過程中,由于拋光或裸露時間過長,引起的晶體表面的凹坑、劃痕、雜質(zhì)以及晶體內(nèi)的各種缺陷和雜質(zhì)等所引起的熱破壞；2多光子吸收電離破壞；3晶體表面所受光壓造成的破壞；4晶體材料的雪崩擊穿破壞；5強(qiáng)激光非線性效應(yīng)自聚焦破壞；6布里淵散射激發(fā)出超聲波引起的破壞。其中機(jī)理2和3是很難在實驗中將他們分離開的,所以本文把二者結(jié)合起來進(jìn)行探討。
　　 根據(jù)晶

3、體的光軸數(shù)可將雙折射晶體分為單軸晶和雙軸晶,根據(jù)光在晶體中傳播的速度的大小比較又分為正晶體和負(fù)晶體。不同性質(zhì)的晶體搭配可制造許出多種類的器件,并且在未來的激光技術(shù)發(fā)展中有廣闊的應(yīng)用前景。為滿足技術(shù)發(fā)展的需求,材料對抗損傷性能研究越來越受到人們的重視,最近幾年來也獲得了可喜的成績,如對薄膜、光子晶體的損傷等研究較為深入。但對傳統(tǒng)的材料冰洲石、石英和云母等的損傷形貌和機(jī)理還鮮有報道。因此,傳統(tǒng)雙折射晶體損傷形貌和機(jī)理的研究對提高晶體的損傷閾

4、值和晶體光學(xué)元件設(shè)計有非常重要的實際意義。
　　 論文內(nèi)容有以下幾部分組成:
　　 第一章為緒論部分,主要介紹了目前國內(nèi)外對光學(xué)材料損傷的研究現(xiàn)狀,介紹了課題的來源,并對課題研究的必要性做了簡要的闡述。
　　 第二章對晶體激光破壞常見的種類從破壞激機(jī)理的角度做了介紹,對影響晶體激光破壞的各種可能的因素做了詳細(xì)的論述。
　　 第三章從基本的理論出發(fā),討論了晶體損傷常用的實驗裝置系統(tǒng)。從理論方面,對晶體常用的

5、損傷方法和檢測方法做了比較詳細(xì)的論述,對引起損傷和分析過程中出現(xiàn)的不確定因素做了仔細(xì)的分析。
　　 第四章主要介紹了飛秒激光器的結(jié)構(gòu)及工作原理,總體介紹了飛秒激光對光學(xué)材料破壞的研究現(xiàn)狀,以及飛秒激光在微加工方面的應(yīng)用。
　　 第五章作為重點部分,根據(jù)在不同能量下對晶體進(jìn)行損傷的實驗,從兩個方面對晶體損傷形貌的形狀,實驗過程中的出現(xiàn)的現(xiàn)象,以及破壞機(jī)理做了比較詳盡的論述。最后能夠得出了理論與實驗相符合的結(jié)論。