[发明专利]一种熔融石英元件的损伤阈值预测方法

说明书

本发明提供了一种熔融石英元件的损伤阈值预测方法包括：提供一待测熔融石英元件；测量所述待测熔融石英元件的荧光信号和拉曼散射信号；基于所述荧光信号，获取缺陷荧光峰；基于所述拉曼散射信号，获取拉曼散射峰；基于所述缺陷荧光峰的面积和所述拉曼散射峰的面积进行归一化处理；基于归一化处理结果，预测所述待测熔融石英元件的损伤阈值。该损伤阈值预测方法可以无损坏的且快速的预测熔融石英元件的损伤阈值。

技术领域

本发明涉及光学材料缺陷检测技术领域，更具体地说，涉及一种熔融石英元件的损伤阈值预测方法。

背景技术

熔融石英材料具有较高的光学透过率和稳定性，在高功率固体激光装置中是高通量段的最佳选择，被广泛应用于制作透镜、窗口、光栅等光学元件。

在高通量激光工作中，熔融石英材料的本征缺陷、杂质、划痕和亚表面裂纹等损伤前驱体会吸收激光能量，造成初始损伤。这种初始损伤的尺寸会随着激光发次的增加而快速扩大，若未及时发现和处理，会对光学元件的稳定性和使用寿命产生严重的影响。

熔融石英光学元件的损伤阈值(即激光损伤阈值)决定了大功率激光装置的最大输出功率，那么对熔融石英材料损伤阈值的评估成为十分迫切的科学问题。

但是，目前评估熔融石英材料损伤阈值的方式，绝大多数会对熔融石英材料造成一定程度的损伤。

发明内容

有鉴于此，为解决上述问题，本发明提供一种熔融石英元件的损伤阈值预测方法，技术方案如下：

一种熔融石英元件的损伤阈值预测方法，所述损伤阈值预测方法包括：

提供一待测熔融石英元件；

测量所述待测熔融石英元件的荧光信号和拉曼散射信号；

基于所述荧光信号，获取缺陷荧光峰；

基于所述拉曼散射信号，获取拉曼散射峰；

基于所述缺陷荧光峰的面积和所述拉曼散射峰的面积进行归一化处理；

基于归一化处理结果，预测所述待测熔融石英元件的损伤阈值。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述测量所述待测熔融石英元件的荧光信号和拉曼散射信号，包括：

采用显微共聚焦拉曼光谱仪，同时测量所述待测熔融石英元件的荧光信号和拉曼散射信号。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述显微共聚焦拉曼光谱仪的空间分辨率为5微米。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述基于所述缺陷荧光峰的面积和所述拉曼散射峰的面积进行归一化处理，包括：

获取所述缺陷荧光峰的面积与所述拉曼散射峰的面积的比值。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述基于归一化处理结果，预测所述待测熔融石英元件的损伤阈值，包括：

获取归一化处理结果与损伤阈值的对应关系；

基于所述归一化处理结果，结合所述对应关系，预测所述待测熔融石英元件的损伤阈值。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述拉曼散射峰为硅-氧键环状结构的拉曼散射峰。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述损伤阈值为50％概率发生损伤的最高激光能量密度。

可选的，在上述损伤阈值预测方法中，所述损伤阈值预测方法还包括：

依据所述缺陷荧光峰，获取所述待测熔融石英元件的缺陷密度。

相较于现有技术，本发明实现的有益效果为：