[发明专利]一种激光损伤阈值标定方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光学元件激光损伤阈值的测试方法，尤其是涉及一种激光损伤阈值标定方法。

背景技术

为了深入研究高损伤阈值光学元件的损伤机制、准确评价元件的抗激光损伤能力，需要不断地发展和完善激光损伤阈值的测量技术，提高损伤阈值的测量精度和准确度，从而指导高损伤阈值光学元件制备工艺的优化和改进。

目前，在损伤阈值测量过程中，一方面为更加客观的反应元件的宏观激光损伤性能，通常选取尽可能大的测量区域，因此光栅扫描激光损伤阈值测量方式近年来被广泛采用，测量中，一般采用工作频率为10Hz的脉冲式Nd:YAG激光器；另一方面，不断提高测量过程中对各种参数、损伤信息的实时监测精度，损伤阈值从相对测量不断向绝对测量方向发展。

然而，激光参数的不同，如光束直径、光束调制度、脉冲宽度、重复频率等，损伤点监测精度、损伤的定义等因素都将导致测量结果存在明显偏差，因此，不同实验室之间的测量结果通常无法直接从数值上进行比较；此外，即使同一套测量系统，受外部环境和仪器运行状态影响，在不同时间段的测量结果也往往无法直接比对。为解决上述问题，一般会引入参考样品，通过参考样品的损伤阈值进行相对比较。但由于激光损伤的复杂性和瞬态性，同一块样品或同一批次样品，其损伤阈值测量结果通常具有较大的波动，甚至相差数倍。因此，上述问题始终限制着不同激光损伤阈值测试系统测量结果的直接比较。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术困难而提供一种简单、准确的激光损伤阈值标定方法。

本发明提出的一种激光损伤阈值标定方法，所述的标定方法具体包括以下步骤：

（1）在三块光学基板上分别均匀旋涂三种尺寸SiO₂颗粒，直径为d₁、d₂和d₃；

(2）将步骤(1)所得的三块光学基板分别放入电子束蒸发式镀膜机内，在SiO₂颗粒上镀制一层金属Hf薄膜，厚度为d；

(3)利用电子束蒸发式镀膜机镀制厚度为D的三波长高反射薄膜，获得三块标准光学样品；

(4)采用两套激光损伤阈值测试系统，分别对三块光学样品进行激光损伤阈值测试，在第一套激光损伤阈值测试系统上，采用光栅扫描方式对三块光学样品进行激光损伤阈值测试，测得激光损伤阈值X₁、X₂和X₃；在第二套激光损伤阈值测试系统上，采用光栅扫描方式对三块光学样品进行激光损伤阈值测试，测得激光损伤阈值Y₁、Y₂和Y₃；

(5)对三块光学样品在步骤(4)所述的不同激光损伤阈值测试系统中的损伤阈值进行最小二乘法拟合，以第一套激光损伤阈值测试系统的激光损伤阈值X₁、X₂和X₃为横坐标，第二套激光损伤阈值测试系统的激光损伤阈值Y₁、Y₂和Y₃为纵坐标，获得拟合公式Y=a×X+b，即a和b分别为第一套激光损伤阈值测试系统、第二套激光损伤阈值测试系统的激光损伤阈值标定参数。

本发明中，所述的步骤(1)具体为：

(1.1）选取直径为50毫米的三块熔石英或K9光学基板，双面抛光；

(1.2）利用旋涂法在三块光学基板表面分别旋涂三种尺寸SiO₂颗粒，直径d₁为0.5微米，直径d₂为1微米，直径d₃为2微米，密度分布为3-5个 /平方毫米。

本发明中，所述的步骤(2)具体为： 

(2.1）将光学基板放入电子束蒸发式镀膜机；