HfO2/SiO2薄膜的激光預處理作用研究

李海波,杜雅薇,張清華,衛耀偉

(成都精密光學工程研究中心，四川 成都 610041)

引言

隨著大能量、高功率激光系統的發展和應用，高損傷閾值光學薄膜已經成為強激光系統尤其是慣性約束聚變(ICF)中必不可少的元件，同時光學薄膜也是強激光系統中最容易被激光破壞的薄弱環節。薄膜損傷不但會降低系統的光束質量，而且有可能誘導其他光學元件的損傷，進而使整個系統崩潰[1]。因此，提高薄膜的抗激光損傷能力已經成為高能激光領域亟待解決的一個熱點問題[2-5]。

為了得到較高激光損傷閾值的激光薄膜，激光預處理技術被認為是有效的方法之一[6-7]。原因可以歸納如下：1) 激光預處理過程中由于激光的清洗作用，將薄膜表面的污染物進行清洗，從而降低了薄膜的吸收，提高了損傷閾值[7-8]；2) 在HfO2/SiO2多層膜中，微小的結瘤在激光輻照下預噴發，噴發后形態不會對薄膜造成新的影響[9]；3) 在激光輻照下，由于原子發射容易引起損傷的結瘤表面得到了平滑作用，這種平滑作用可使激光引起結瘤邊界融化或者流動，使不穩定的結瘤被加固和穩定化[6]；然而到目前為止，還沒有研究者對激光預處理過程進行可見性分析，也沒有明確的理論對激光預處理效應進行解釋。因此，對激光預處理作用的進一步研究顯得非常必要。

然而，預處理過程非常復雜而且短暫，對研究其過程提出了挑戰。采用大口徑、能量分布不均勻的光斑來對實驗基片進行掃描，有可能得到薄膜缺陷在激光預處理作用初始時的狀態。……