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《强脉冲CO_2激光破坏金膜反射镜的实验研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、。强脉冲CO激光破坏金膜反射镜的实验研究,。木文对在激光研制中常用的一些不同基底的金土以变换照射到目标上的光斑尺寸和功率密度膜反射镜,用脉宽为.6微CO:1所示。1微秒的10米脉冲激光实验装置如图,2、”、器在57焦耳/厘米127焦耳/厘米30焦耳/厘2,米三种能量密度下进行照射将照射结果进行了显。1微观察和分析并对其破坏机制进行了初步的讨论。,。实验用一台双放电CO激光器脉宽为1微秒实验用的能量范围为1~1.5焦耳,将输出的能量用图1实验装置示意图一个焦距为10毫米的锗透镜聚焦到样品上(锗透1?,一。一双放电OC激光器;召一锗透镜焦距f100镜镀增透膜),<2,毫米;3一样品脉冲能景3
2、0焦耳/厘米试验的样品放在焦点位置或焦点前的各种位置多模输出实验结果.,.二.`e月ù胜`.Jl.,ù州一口回曰四l火一引们剑垠斗!l157焦?127“300“耳/厘米焦耳/厘米焦耳/厘米化学涂镍照射面积上有直观的破坏显照射面积上有直观破坏显微后真空镀金微观察如图(2)镜下观察如图(3)直接观察和显微观察无可,,,一见无直观破坏显微观察微见有直观破坏显微镜「观察真空镀金,。破坏膜层氧化如图(4)膜层脱落破淬,,显微镜下直接观察与显微观察无可见无直观破坏显微镜下者到有明显直观破坏轴承钢真空镀金破坏膜层氧化观察如图(5)破坏区域内金膜汽化掉基底熔化。有明显的大面积直观破坏。膜层破坏面积增大,
3、中心区真浇一伍真空牌一空八踱如一嚷一撤一灌uA石英显微镜下观察基底材料有不透域的基底不透明区域加大已开明如图(6)始破坏如图(7)一金,明显大面积直观破坏,有明显大面积直观破坏破膜破,石英坏区域内的膜层全部脱落中坏区域加大中心区基底不透明心基底已不透明如图(8)程度加大如图(9)有直观破坏显微镜下观察到直观破坏面积加大显微镜下玻光学璃破坏的中心区域有不透明基底看到中心区域有较大面积不透明区域,心部有拢底破裂如图出现如图(10)(11)有直观破坏,显微镜下可见直观破环面积加大破环区域中心区域已有不透明基底如图可分为下列层次;中心基底开光玻漓学12、(始熔化基底破裂区签底不透—明区金膜失—掉
4、基底1—3)来变如图(。山上面的实验结果我们可以看到能量密度为57到了膜层的破坏2,,3,焦耳/厘米和127焦耳/厘米石英和玻璃基底的镜在0焦耳/厘米的能量密度下照射铜基底和。,子其破坏程度有明显的差别,轴承钢基底反射镜的结果表明铜基底的镜子膜层在同一能量密度下脱,先镀一层铬膜的镜子破坏程度比没有镀铬层的镜子落成破碎状浮在破坏区域上没有看到明显的金。,,,破坏程度小些如127焦耳/厘米玻璃基底rCu膜熔化迹象这是因为在这个能量密度下脉宽为1尽,,,,膜层破坏掉破坏区域中心基底不透明且略有裂碎微秒铜基底的表面温升估算只有60o0C左右显然,但在没有铬层的镜子上破坏区域中心的基底已有熔没有达
5、到金的熔点这时的膜层破坏是由热应力引。。化和较大区域显著裂碎如图11和图13这一方面起的,轴承钢基底的反射镜在此能量密度下,照射的由于铬的热传导系数比石英和玻璃都大另外可能。由于金膜与铬层的热和机械结合要比直接与玻璃和结果是在破坏区域上的金膜全被汽化掉钢的基底。。石英基底结合更牢固随着能量密度的增加基底破已出现熔化和汽化如图5所示这是因为轴承钢的,、、,坏程度的加大这在所有样品的显微照片中(图23热传导系数比钢差一个数量级粗略估计钢的表面。,,6~13)都可以见到在这两个能量密度下黄铜基温升可达几千度足以使得金膜和钢产生熔化和汽,。底的镜子没有能够被破坏显然这是由于铜的热传化导系数比石英
6、和玻璃的热传导系数高1~2个数量(中国科学院力学研究所方慧英。级造成的而紫铜化学涂镍后再镀金的镜子都观察王春奎傅裕寿)。CO激光稳频:,Z这里报导我们采用8凡气体进行稳定CO激光为了确定86F的饱和吸收共振中心并将CO,。Z,频率的结果实验装置如图1所示CO激光器参激光频率锁定在该中心上我们除了在压电陶瓷上。..,:;;数腔长950毫米放电长度70毫米管径8毫米加一01~05伏的876赫的交流调制电压而外还。、,、e、e、:,,充CONHXH共五种气体气压240毫用一直流偏压沿一个方向匀速扫动使激光振荡频,,“。,米硅油柱选支光栅为6条线/毫米定向角22率扫过整个CO的增益轮廓同时在选放
7、的输出端位一10,6微米),一级反射率63%。激光从光栅的用示波器监测激光调制信号随激光频率的变化,而,。零级输出单支线功率约为3瓦8凡吸收池长130且在开环状态下用记录仪在相敏检波的输出端记,。。,毫米气压约为10毫托为避免反馈光对C仇激录鉴频曲线实验发现当C仇激光调到P(18)支,、光的影响吸收池中的正反光束之间有一较小夹角,,(约为3毫弧度)此夹角应尽可能地小以减小几何。:选频放大加宽自控回路的参数如下的开环增益,,为1印(中
