导　　师： 邵建达;范正修

学科专业： H03

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 中国科学院上海光学精密机械研究所

摘　　要： 光学薄膜是激光系统中非常重要而又非常脆弱的光学元件，它的损伤问题一直是限制激光系统向高功率、大能量方向发展的主要瓶颈之一。大量的薄膜激光损伤实验表明，薄膜中的微缺陷是导致薄膜激光损伤的重要诱因。微缺陷的控制是其激光损伤阈值提高的一个主要途径。本文将紧紧围绕光学薄膜中与激光损伤密切相关的微缺陷这一中心问题，分别从以下几个方面展开研究： 对薄膜中重要的一种微缺陷——包裹物微缺陷的危害、种子来源进行了讨论，并采用人工预置种子的方法对包裹物微缺陷生长过程进行了实验研究。实验表明，在包裹物缺陷生长初期，其表现出一定的分形形貌特征。从分子动力学角度，采用薄膜生长的DLA模型，对包裹物缺陷的生长特性进行了MONTECARLO模拟和分析。 采用多种表征技术，对在一定条件下采用双离子束反应溅射沉积氧化铪薄膜的微缺陷进行了实验研究，结果表明，尽管薄膜样品中的节瘤等包裹物缺陷密度很低，薄膜的激光损伤阈值却仍然很低。分析认为，沉积工艺不当导致薄膜中的亚显微缺陷——非化学计量比缺陷对激光损伤产生了重要影响。 薄膜工艺过程与微缺陷形成密切相关。对薄膜工艺过程中清洗工艺、沉积速率、背景气体压强、膜料状态与杂质、预熔工艺等工艺参数对微缺陷形成的影响进行了研究，并对各种沉积工艺参数的最佳工艺条件进行了讨论。 研究了减少薄膜微缺陷的后处理技术，首次提出了离子后处理技术降低薄膜微缺陷和提高薄膜激光损伤阈值的思想。对电子束沉积氧化锆薄膜采用氧等离子体进行处理的实验表明，处理后薄膜的显微缺陷和亚显微缺陷明显降低，激光损伤阈值有较大提高。 对包裹物微缺陷导致薄膜的激光损伤，在原有理论模型的基础上，我们提出了更加符合实际的损伤理论模型——温度雪崩理论模型。分析了激光辐照时包裹物微缺陷及其周围薄膜基体的温度响应。 此外，研究了薄膜滤光片中微缺陷对其环境稳定性的影响，从理论上分析了高湿度下微缺陷导致滤光片失效的原因。

关 键 词： 光学薄膜 激光损伤 损伤阈值 微缺陷 离子后处理 吸收率 表面热透镜

分 类 号： [TN241 TB383]

领　　域： [电子电信] [一般工业技术]