PDF《退火对熔石英表面损伤修复点损伤增长的影响》

退火对熔石英表面损伤修复点损伤增长的影响 蒋勇 袁晓东 王海军 廖威 刘春明 向霞 邱荣 周强 高翔 杨永佳 郑万国 祖小涛 苗心向 Effect of thermal annealing on damage growth of mitigated site on fused silica Jiang Yong Yuan Xiao-Dong Wang Hai-Jun Liao Wei Liu Chun-Ming Xiang Xia Qiu Rong Zhou Qiang Gao Xiang Yang Yong-Jia Zheng Wan-Guo Zu Xiao-Tao Miao Xin-Xiang 引用信息 Citation: Acta Physica Sinica, 65,

044209 (2016) DOI: 10.

7498/aps.65.044209 在线阅读View online: http://dx.doi.org/10.7498/aps.65.044209 当期内容View table of contents: http://wulixb.iphy.ac.cn/CN/Y2016/V65/I4 您可能感兴趣的其他文章 Articles you may be interested in 强脉冲电子束辐照材料表面形貌演化的模拟 Simulation on surface morphology evolution of metal targets irradiated by intense pulsed electron beam 物理学报.2015, 64(21):

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014205 http://dx.doi.org/10.7498/aps.62.014205

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076102 http://dx.doi.org/10.7498/aps.61.076102 物理学报Acta Phys. Sin. Vol. 65, No.

4 (2016)

044209 退火对熔石英表面损伤修复点损伤增长的影响? 蒋勇1) 袁晓东2) 王海军2) 廖威2) 刘春明3) 向霞3) 邱荣1) 周强1) 高翔1) 杨永佳1) 郑万国2) 祖小涛3) 苗心向2)? 1)(西南科技大学 -中国工程物理研究院激光聚变研究中心极端条件物质特性联合实验室, 绵阳 621010) 2)(中国工程物理研究院激光聚变研究中心, 绵阳 621900) 3)(电子科技大学物理电子学院, 成都 610054) (

2015 年9月13 日收到;

2015 年11 月3日收到修改稿 ) 研究不同参数退火处理的熔石英表面损伤修复点再次损伤及损伤增长时的形貌和损伤增长率的差异, 同 时与未退火的基底及修复点的损伤增长行为对比. 结果表明: 未退火的修复点再次损伤后, 损伤点周围的裂 纹会在应力的作用下继续扩展, 导致更加严重、 尺寸更大的损伤点;

当退火处理将修复点周围应力导致的光程 差控制在

25 nm 左右时, 虽损伤增长速率较快, 但可有效抑制裂纹扩展. 同时研究结果也表明只要退火过程 能将修复点周围应力导致的光程差控制在

10 nm 以下, 其损伤增长率与基底的损伤增长率没有明显差异, 从 而可以有效控制修复点的损伤增长速率. 研究结果可为分析应力对修复点损伤增长的影响、 指导退火参数的 优化提供参考. 关键词: 熔石英, 损伤增长, 裂纹扩展, 退火 PACS: 42.70.Ce, 61.80.Ba, 61.80.Cx, 61.72.Cc DOI: 10.7498/aps.65.044209

1 引言熔石英光学元件是高功率固体激光装置, 如美 国的国家点火装置、 法国的兆焦耳装置和中国的神 光-III 中的重要组成部分 [1] . 目前先进的制造和抛 光工艺 (如磁流变抛光 [2] )以及后处理工艺 (如氢氟 酸刻蚀 [3] ) 在很大程度上提升了元件的抗激光损伤 能力. 但装置在运行过程中仍然会出现激光诱导元 件损伤的现象. 在后续激光辐照中, 如果这些损伤 点不增长, 则可以认为元件的一些光学特性 (如透 过率、 激光损伤阈值等)是可以接受的. 但如果损伤 点在后续激光作用下发生损伤增长, 元件的光学性 能会随损伤点尺寸的增大而降低 (目前广泛认为损 伤点尺寸随辐照发次成指数形式增长 [4,5] ), 直至元 件的不可用. 就目前而言, 元件的损伤已严重影响 了元件的使用寿命、 制约了装置通量的进一步提升. 一直以来, 对于熔石英元件的损伤机理及抑制措施 的研究从未停止过. 目前, 抑制初始损伤点损伤增长最有效的方法 是采用 CO2 激光高温熔融的方式修复横向尺寸小 于400 ?m, 深度小于