国家自然科学基金(10376040)
- 作品数：12 被引量：80H指数：7
- 相关作者：邵建达范正修孔伟金刘世杰沈自才更多>>
- 相关机构：中国科学院上海光学精密机械研究所青岛大学中国科学院研究生院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金山东省教育厅科技计划国家高技术研究发展计划更多>>
- 相关领域：理学电子电信一般工业技术机械工程更多>>
- 多层介质膜光栅和介质膜反射镜抗激光损伤阈值研究被引量：7
- 2006年
- 对多层介质膜光栅以及介质膜反射镜的激光损伤阈值进行了系统的研究。测试方法采用国际测试标准。测试结果表明,介质光栅的损伤阈值远低于未刻蚀的多层介质膜。对样品损伤形貌的扫描电镜照片分析发现,相比于未刻蚀的多层介质膜,介质膜光栅的初始损伤主要发生在光栅槽形的侧壁,且损伤主要是由驻波场的空间分布引起的本征吸收、制备过程中引入的杂质污染以及刻蚀过程中HfO2的化学计量机失衡引起的。
- 孔伟金刘世杰沈自才沈健邵建达范正修
- 关键词：激光损伤阈值电场分布扫描电镜
- 多层介质膜脉冲压缩光栅近场光学特性分析被引量：10
- 2006年
- 利用傅里叶模式理论分析了TE波自准直角入射的使用条件下,多层介质膜光栅的光栅区和多层膜区电场分布的特点.分别讨论了HfO2和SiO2为顶层光栅材料时,光栅结构参数对光栅脊峰值电场的影响,结果表明,对于不同膜厚的顶层材料,存在一个最佳膜厚度,使光栅脊峰值电场最小,并且当膜厚增大时,设计大高宽比的光栅可以降低该电场峰值.最后,在大角度条件下使用多层膜光栅也可以降低光栅脊处的峰值电场.
- 刘世杰沈健沈自才孔伟金魏朝阳晋云霞邵建达范正修
- 关键词：衍射光学损伤阈值
- 多层介质膜脉冲宽度压缩光栅与超短脉冲作用时的性能分析被引量：6
- 2007年
- 基于啁啾脉冲放大技术的超短脉冲激光系统是提供超快、超强激光的重要途径,具有良好输出波形和高损伤阈值的多层介质膜脉冲宽度压缩光栅是获得高峰值功率脉冲激光的关键.基于傅里叶谱变换方法和严格模式理论,分析了多层介质膜光栅(MDG)在超短脉冲作用下的光学特性.结果表明,当MDG的反射带宽小于具有高斯分布的入射脉冲的频谱宽度时,-1级反射脉冲呈非对称高斯分布,其前沿出现振荡,并且-1级反射脉冲能量开始剧烈下降.讨论了MDG结构参数对其反射带宽的影响.分析了MDG与超短脉冲作用时的近场光分布,对提高其抗激光损伤特性具有一定的指导作用.
- 刘世杰麻健勇沈自才孔伟金沈健晋云霞赵元安邵建达范正修
- 关键词：损伤阈值
- 基于严格耦合波理论的多层介质膜光栅衍射特性分析被引量：11
- 2008年
- 基于严格耦合波理论建立了多层介质膜光栅的衍射机理模型,给出了TE波自准直条件下多层介质膜光栅衍射效率的表达式.以-1级衍射效率为评价函数,分析了表面浮雕结构分别为HfO2和SiO2材料的介质膜光栅获得衍射效率优于96%的结构参数.数值计算表明,顶层材料为HfO2的介质膜光栅具有更宽的结构选择范围.最后分析了介质膜光栅的制备容差和允许的入射角度范围.
- 孔伟金云茂金孙欣刘均海范正修邵建达
- 关键词：衍射效率严格耦合波理论
- 脉冲激光辐照光学薄膜的缺陷损伤模型被引量：24
- 2005年
- 建立了缺陷吸收升温致薄膜激光损伤模型,该模型从热传导方程出发,考虑了缺陷内部的温度分布以及向薄膜的传导过程,通过引入散射系数简化了Mie散射理论得出的吸收截面.对电子束蒸发沉积的ZrO2∶Y2O3单层膜进行了激光破坏实验,薄膜样品的损伤是缺陷引起的,通过辉光放电质谱法对薄膜制备材料的纯度分析发现材料中的主要杂质元素为铂,其含量为0.9%.利用缺陷损伤模型对损伤过程进行了模拟,理论模型和实验结果取得了较好的一致性.
- 赵元安王涛张东平贺洪波邵建达范正修
- 关键词：光学薄膜激光损伤阈值吸收截面散射系数
- 脉宽压缩光栅用的多层膜设计和性能分析被引量：8
- 2005年
- 应用于啁啾脉冲放大技术中的脉宽压缩光栅是基于多层膜作为基底,利用全息干涉技术和离子束技术刻蚀而成。脉宽压缩光栅的衍射效率和抗激光损伤阈值一方面依赖于光栅结构的设计,另一方面很大程度上取决于作为基底的多层膜的设计。给出了以413.1nm作为写入波长,1053nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,样品在ZZS-800F型真空镀膜机上采用电子束蒸发方式沉积而成,并给出了膜系结构对光学性能影响因素的详细分析,结果表明膜系H3L(H2L)9H0.5L2.03H满足光栅膜的指标。给出了样品光学特性测试,其使用波长处的透射率<0.5%,写入波长处的透射率>90%,测试表明样品满足设计要求且实验结果和理论设计符合得很好。
- 孔伟金邵建达张伟丽方明范瑞瑛范正修
- 关键词：薄膜光学膜系设计性能分析脉宽压缩
- 全内反射式衍射光栅近场光学特性
- 2007年
- 利用傅里叶模式理论分析了具有高衍射效率的全内反射式衍射光栅在TE和TM偏振态下的近场光分布特点,讨论了光栅结构参数以及入射角度对光栅内电场增强的影响。结果表明:全内反射光栅内部电场分布对偏振态较敏感,光栅槽深和占宽比对电场增强影响较小,光栅内的峰值电场随光栅周期增大而增大,并且峰值电场随着入射角度的增大而减小。在应用于高功率激光时,降低光栅内部的电场增强可以有效降低损伤风险。
- 周平和王少华刘世杰邵建达
- 关键词：全内反射衍射光栅损伤阈值近场分布
- 多层介质膜脉宽压缩光栅的严格矢量分析被引量：4
- 2006年
- 用于展宽和压缩激光脉冲的多层膜脉宽压缩光栅是由多层介质高反膜和位于其顶层的浮雕光栅构成。以设计的高反射多层膜为基础,利用傅里叶模式理论分析了其衍射场分布,给出了TE波自准直角入射的使用条件下,多层介质膜脉宽压缩光栅衍射效率的表达式。以-1级衍射效率为评价函数,分别讨论了HfO2和SiO2为顶层材料时,多层膜脉宽压缩光栅-1级衍射效率高于0.95的光栅结构参量范围。结果表明,在该条件下,选择HfO2为顶层材料时,光栅结构参量有较大的取值范围。给出了优化的光栅结构参量,并分析了光栅制作误差及其使用条件的宽容度,对光栅制作工艺和使用具有一定的指导意义。
- 刘世杰孔伟金沈自才邵建达贺洪波范正修
- 关键词：光栅衍射多层介质膜衍射效率
- 飞秒激光用多层介质膜脉宽压缩光栅的设计被引量：10
- 2006年
- 以薄膜光学的干涉理论和衍射光学的傅里叶模式理论为基础,给出了0·8μm飞秒激光器用多层介质膜脉宽压缩光栅的理论设计;设计采用H3L(HL)^9H0·5L2·4H的多层介质膜为基底,当刻蚀后表面浮雕结构的占宽比为0·35,线密度为1480线/mm,槽深为0·2μm,顶层HfO2的剩余厚度为0·15μm时,对于Littrow角度(36·7°)和TE波模式入射的衍射光栅其-1级衍射效率达到95%以上.
- 孔伟金刘世杰沈健沈自才邵建达范正修
- 关键词：飞秒激光多层介质膜
- 单脉冲和多脉冲飞秒激光对单层光学薄膜的损伤被引量：8
- 2006年
- 利用掺钛的蓝宝石飞秒激光系统输出的单脉冲和多脉冲飞秒激光(中心波长800 nm,脉宽50fs,靶面聚焦直径40μm),分别对BK7玻璃基底上厚约500 nm的单层HfO2和单层ZrO2薄膜进行辐照,得到了这两种薄膜在1-on-1和1 000-on-1测试方法下的激光损伤阈值。实验发现,两种方法下HfO2单层膜的阈值均比ZrO2单层膜的阈值高。从简化的Keldysh多光子离化理论出发,认为HfO2薄膜材料的带比ZrO2的宽是导致上述结果的主要原因。同时,同一种薄膜的多脉冲下的阈值比单脉冲下的低,原因是多脉冲下,飞秒激光对光学薄膜的损伤存在累积效应。
- 袁磊赵元安贺洪波邵建达范正修
- 关键词：飞秒激光单脉冲多脉冲光学薄膜
