激光辐照下金纳米缺陷诱导光学玻璃损伤特性

摘要：

采用离子束溅射的方式,在K9玻璃基片表面引入金纳米杂质缺陷,通过原子力显微镜( AFM )测得金纳米尺寸直径在50~100 nm之间.采用不同能量密度的激光对样品进行点阵式的单脉冲辐照( 1-on-1 )并且对损伤阈值及典型损伤形貌进行了实验及理论分析.损伤阈值采用零几率处的损伤密度.结果表明:引入金纳米杂质缺陷后其抗激光损伤阈值由裸基片的26.6 J/cm2下降为15.5 J/cm2.通过微分干涉显微镜,随着激光能量的增加,损伤呈爆炸坑形貌,主要呈现纵向加剧损伤.金纳米杂质缺陷在K9玻璃基片上形成了强吸收中心 (引入金纳米杂质K9玻璃基片的弱吸收(47.33 ppm,1 ppm=10-6)是裸K9玻璃基片(3.57 ppm)的13倍)造成局部高温,这是造成损伤的诱因.通过计算,金纳米杂质对K9玻璃基片的作用包括两部分:当激光辐照在K9玻璃基片上,首先是热应力引起玻璃的破裂;随后杂质汽化产生的蒸汽压加剧材料的破坏,引起局部炸裂.

关键词：K9玻璃、激光损伤阈值、金纳米缺陷、弱吸收

所属期刊栏目：44

分类号：TN24;O484.4(光电子技术、激光技术)

资助基金：国家863计划2009AA8044022

在线出版日期：2016-01-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共5页

页码：3229-3233