高反膜、增透膜和偏振膜是Nd∶YAG激光器中的关键薄膜元件,其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率.由于优异的物理化学性能,高功率Nd∶YAG激光器的光学薄膜一般采用HfO2/SiO2膜料组合镀制,因而用此膜料镀制的光学薄膜的激光损伤特性是薄膜工作者重点关注的问题.对光学中心APS1504镀膜机镀制的HfO2/SiO2高反膜、增透膜和偏振膜等开展了1 064 nm的激光损伤实验研究,用200倍的Normaski显微镜详细分析了高反,增透和偏振膜的激光损伤图貌,发现对于脉宽为10 ns波长的1 064 nm的激光而言,高反膜基本表现为孔洞和等离子体烧蚀疤痕,孔洞是由薄膜中的节瘤(nodular)缺陷的激光损伤引起的,损伤的能流密度较低,为薄膜的零损伤阈值密度.疤痕为薄膜的激光等离子体烧伤引起的,尺寸大小与激光能量密度成近似正比.增透膜一般为双面镀,分前后膜堆两种情况,前膜堆表现为孔洞和疤痕,与高反膜相似;后膜堆为孔洞型的小圆麻点聚积,麻点处的薄膜完全剥落,没有疤痕等烧伤痕迹,是激光在基片之间形成的驻波电场损毁,损伤阈值比前膜堆低1.5倍,决定着增透膜的损伤阈值.偏振膜的低能量密度损伤与增透膜后膜堆相似,表现为孔洞型小麻点聚积,损伤处未见疤痕等烧蚀痕迹.对薄膜小尺度损伤抗激光进一步损毁能力来说,高反膜较强,增透膜和偏振膜几乎没有,后续激光脉冲的打击会造成薄膜灾难性损毁.
高反膜 增透膜 偏振膜 激光损伤