Récemment, une équipe de recherche du Département de technologie et d'ingénierie des éléments laser haute puissance de l'Institut d'optique et de machines de précision de Shanghai (SIPM), de l'Académie chinoise des sciences (CAS), a réalisé de nouveaux progrès dans l'évaluation des performances anti-dommages laser et de la mécanisme de dommage des polariseurs à couche mince de 532 nm en utilisant différents protocoles de test de dommage laser. Les résultats ont été publiés dans Optical Materials sous le titre « Dégâts laser nanosecondes de polariseurs à film mince de 532 nm évalués par différents protocoles de test ». Matériaux optiques.
Les polariseurs à couches minces jouent un rôle important dans les systèmes laser haute puissance car ils transmettent la lumière polarisée P et réfléchissent la lumière polarisée S. Les polariseurs à couche mince de 1 064 nm sont couramment utilisés comme commutateurs optiques et isolateurs optiques dans les grands systèmes laser, tels que le National Ignition Facility (NIF) des États-Unis, le système laser OMEGA EP, le Laser Megajoule et le dispositif SG II-UP. Appareils UP. Cependant, avec le développement des lasers à ondes courtes de haute puissance, la technologie de combinaison de faisceaux polarisés a été introduite pour résoudre le problème de la résistance limitée aux dommages laser des éléments optiques à couches minces à ondes courtes, mais l'évaluation des dommages laser des deuxième et troisième niveaux Les polariseurs harmoniques sont également cruciaux.
Actuellement, les principaux protocoles de test de dommages laser sont 1-on-1, S-on-1, Raster scan, R-on-1 et N -1-on{ {7}} Les tests de dommages laser consistent à appliquer une seule impulsion laser à chaque point de test de l'échantillon pour étudier la morphologie initiale des dommages de l'élément optique. Les tests de dommages laser S-on-1 consistent à appliquer plusieurs impulsions laser au même point de test pour évaluer l'effet cumulatif et la durée de vie de l'optique sur une longue période de temps. Les tests de dommages au laser à balayage raster scannent une zone de 1 cm2 de l'échantillon avec la même densité d'énergie et peuvent être utilisés pour détecter des défauts discrets de faible densité dans la couche de film. Lorsque la zone testable de l'échantillon est limitée, le test de dommage laser R-on-1 peut être sélectionné pour déterminer le seuil de dommage, qui utilise des étapes croissantes de densité d'énergie laser pour irradier le même point de test. La réduction du nombre d'étapes de densité d'énergie laser simplifie le test R-on-1 en un test N-on-1. L'utilisation de différents protocoles de test de dommages au laser peut aider à découvrir les sources de dommages aux composants optiques à couche mince, à identifier les mécanismes potentiels de défaillance du film et à améliorer les processus de préparation des composants optiques à couche mince.
L'équipe a évalué la résistance aux dommages laser des polariseurs à couche mince de 532 nm dans différents états de polarisation à l'aide des protocoles de test de dommages laser 1-on-1, S-on-1 et Raster scan. Le seuil de dommage des polariseurs à couches minces préparés par évaporation par faisceau d'électrons était significativement plus faible dans la lumière polarisée P que dans la lumière S. Les seuils de dommage sans risque 1-on-1 et S-on-1 des polariseurs de 532 nm sont très proches les uns des autres dans la lumière polarisée P. La caractérisation de la morphologie des dommages montre que les dommages des échantillons sous polarisation P sont principalement des cratères à fond plat causés par des défauts structurels à l'interface entre le substrat et la couche de film et des dommages en forme de coquille causés par des dommages souterrains à la silice fondue, et les deux les types de dommages sont très stables. Sous une lumière polarisée S, le seuil de dommage de S-on-1 est inférieur à celui de 1-on-1, et l'influence de l'effet cumulatif apparaît. La morphologie principale des dommages est constituée de cratères de nodules incomplètement éjectés, et les dommages causés par des défauts d'absorption sont également exposés sous irradiation laser multi-impulsions. Le seuil de zéro dommage du balayage raster est le plus bas pour les deux lumières polarisées, ce qui indique que pour les polariseurs à couches minces, la densité des défauts et la qualité de la couche de film sont les principaux facteurs limitants affectant leur résistance aux dommages laser.
Cette étude a été soutenue par le programme de coopération étrangère du Bureau de coopération internationale de l'Académie chinoise des sciences et du Conseil de recherche scientifique et technologique de Turquie.
Figure 1. Comparaison des seuils de dommages laser et de la morphologie typique des dommages des polariseurs à couche mince de 532 nm
