1 辽宁大学 物理学院,辽宁 沈阳 110036
2 辽宁省光电子功能器件与检测技术重点实验室,辽宁 沈阳 110036
3 中国科学院 上海光学精密机械研究所 光学薄膜技术研发中心,上海 201800
采用电子束蒸发方法在LiB3O5(LBO)晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1064 nm,532 nm倍频增透膜。利用Lambda900分光光度计、MTS Nano Indenter纳米力学综合测试系统以及调Q脉冲激光装置对样品的光学性能、附着力和激光损伤阈值进行了测试分析。结果表明,所有样品在1064 nm和532 nm波长的剩余反射率都分别小于0.1％和0.2％。与无缓冲层样品相比,预镀Al2O3缓冲层的样品的附着力提高了43％,具有SiO2缓冲层的样品的附着力显著提高。激光损伤阈值分析表明,采用SiO2缓冲层改进了薄膜的抗激光损伤性能,但是Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低。
薄膜光学 倍频增透膜 LBO晶体 附着力 激光损伤阈值 缓冲层
1 辽宁大学 物理学院，沈阳 110036
2 沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室，沈阳 110036
3 中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术研发中心，上海 201800
采用电子束蒸发方法在LBO晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1 064 nm，532 nm二倍频增透膜.利用Lambda900分光光度计和调Q脉冲激光装置对样品的光学性能和抗激光损伤性能进行了测试分析.结果表明，所有样品在1 064 nm和532 nm波长的剩余反射率都分别小于0.1％和0.2％.与无缓冲层样品相比，采用SiO2和MgF2缓冲层薄膜的激光损伤阈值分别提高了23.1％和25.8％，而Al2O3缓冲层的插入却导致薄膜的激光损伤阈值降低.通过观察薄膜的激光损伤形貌,分析破斑的深度信息和电场分布，表明LBO晶体上1 064 nm，532 nm二倍频增透膜的激光损伤破坏主要表现为膜层剥落，激光产生的热冲击应力使薄膜应力发生很大变化，超过膜层之间的结合而引起膜层之间的分离.采用SiO2或MgF2缓冲层可改进Al2O3膜层的质量，从而有利于提高薄膜的激光损伤阈值.
光学薄膜 二倍频增透膜 LBO晶体 激光损伤阈值 缓冲层 Optical thin films Frequency-doubled antireflection coating LBO crystal Laser-induced damage threshold Buffer layer
1 辽宁大学 物理学院,沈阳 110036
2 沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室,沈阳 110036
3 中国科学院 上海光学精密机械研究所 光学薄膜技术研发中心,上海 201800
采用电子束蒸发方法在LBO晶体上制备了无缓冲层和具有不同缓冲层的1 064 nm,532 nm二倍频增透膜。利用分光光度计、纳米力学综合测试系统以及调Q脉冲激光装置对样品的光学性能、附着力以及抗激光损伤性能进行了测试分析。结果表明:所有样品在1 064 nm和532 nm波长的剩余反射率都分别小于0.1％和0.2％;与无缓冲层样品相比,预镀Al2O3缓冲层样品的附着力提高了43.1％,具有SiO2缓冲层样品的附着力显著提高,而MgF2缓冲层的插入却导致薄膜附着力降低。应用全塑性压痕理论和剪切理论对薄膜的附着力增强机制进行了分析。薄膜的抗激光损伤性能分析表明,SiO2缓冲层也有助于改进薄膜的激光损伤阈值。
二倍频增透膜 LBO晶体 附着力 缓冲层 frequency-doubled antireflection coating LBO crystal adhesion buffer layer
1 辽宁大学物理学院, 辽宁 沈阳 110036
2 沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室, 辽宁 沈阳 110036
3 中国科学院上海光学精密机械研究所光学薄膜技术研发中心, 上海 201800
采用电子束蒸发方法在三硼酸锂（LBO）晶体上制备了1064 nm, 532 nm二倍频增透膜。利用Lambda900分光光度计、MTS Nano Indenter纳米力学综合测试系统以及调Q脉冲激光装置对样品的光学性能、附着力和激光损伤阈值进行了分析测试。结果表明, 通过多次实验, 不断改进薄膜沉积工艺条件, 在LBO晶体上获得了综合性能优异的二倍频增透膜。样品在1064 nm, 532 nm波长的剩余反射率分别为0.07％和0.16％, 薄膜粘附失效的临界附着力和激光损伤阈值分别为137.4 mN和15.14 J/cm2, 薄膜激光损伤发生在Al2O3膜层。
薄膜光学 二倍频增透膜 LBO晶体 附着力 激光损伤阈值
中国科学院,上海光学精密机械研究所,光学薄膜技术研究与发展中心,上海,201800
用电子束蒸发沉积方法在X切LBO(X-LBO)晶体上镀制了两种不同膜系结构的1 064和532 nm倍频增透膜,其中一种膜系结构为基底/ZrO2/Y2O3/Al2O3/SiO2/空气,另一种为基底/0.5Al2O3/ZrO2/Y2O3/Al2O3/SiO2/空气,两种膜系结构的主要差别在于有无氧化铝过渡层.测量了薄膜的反射率光谱曲线,发现两种增透膜在1 064和532 nm处的反射率均小于0.5%,实际镀制结果与理论设计曲线的差异主要是由材料折射率的变化引起的.且对样品在空气环境中进行了温度为473 K的退火处理,结果发现两种膜系结构均表现了较优异的光学性能,氧化铝过渡层的加入使薄膜具有强的热应力性能.
薄膜 LBO晶体 倍频增透膜 过渡层 退火 热应力 热膨胀系数
1 中国科学院,理化技术研究所,人工晶体研究与发展中心,北京,100080
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
利用离子辅助电子束沉积方法在LiB3O5基底上镀制了不加SiO2内保护层和加SiO2内保护层的倍频增透膜,测量了两类薄膜在波长1 064 nm多脉冲辐照下的激光损伤阈值,获得了两种不同的损伤形貌,并对损伤原因作了初步探讨.实验结果表明:保护层的加入把由基底膜层界面缺陷吸收所决定的阈值改变到由HfO2膜层内缺陷吸收所决定的阈值,显著提高了倍频增透膜的抗激光损伤能力.
SiO2内保护层 倍频增透膜 激光损伤阈值 损伤形貌 LiB3O5
1 辽宁大学物理系, 沈阳 110036
2 沈阳市光电子功能器件与检测技术重点实验室, 沈阳 110036
3 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800
采用矢量法设计了三硼酸锂晶体上1064 nm、532 nm和355 nm三倍频增透膜,结果表明1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别为0.0017％、0.0002％和0.0013％。根据误差分析,薄膜制备时沉积速率精度控制在＋5.5％时,1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别增加至0.20％、0.84％和1.89％。当材料折射率的变化控制在＋3％时,1064 nm处的剩余反射率增大为0.20％,532 nm和355 nm处分别达0.88％和0.24％。与薄膜物理厚度相比, 膜层折射率对剩余反射率的影响大。对膜系敏感层的分析表明, 在1064 nm和355 nm波长,从入射介质向基底过渡的第二层膜的厚度变化对剩余反射率的影响最大,其次是第一膜层。在532 nm波长,第一和第三膜层是该膜系的敏感层。同时发现, 由于薄膜材料的色散, 1064 nm、532 nm和355 nm波长的剩余反射率分别增加至0.15％、0.31％和1.52％。
薄膜光学 三倍频增透膜 矢量法 三硼酸锂晶体 误差分析
