Изготовление оптики из плавленого кварца с высоким порогом лазерного разрушения
Остаточные дефекты обработки значительно снижают порог лазерно-индуцированного повреждения оптики из плавленого кварца (LIDT), что серьезно ограничивает ее производительность и срок службы в приложениях с высокоэнергетическим лазером. Для устранения и подавления этих дефектов были проведены обширные исследования, но производство оптики из кварцевого стекла с высоким LIDT остается узкой проблемой.
a) Обычная технологическая цепочка;
b) технологическая цепочка CO2 лазера.
c) Метод определения характеристик SSD с полной апертурой в 3D-пространстве.
Была разработана новая технологическая цепочка на основе лазера, о которой сообщается в новой статье, опубликованной в журнале Light: Advanced Manufacturing. Ученые под руководством профессора Чаояна Вэя и Цзянды Шао теперь могут изготавливать оптику из плавленого кварца с высокими LIDT. В этом процессе используется лазер CO 2 для абляции поверхности оптики равномерным слоем, что позволяет точно удалить подповерхностные механические повреждения и поверхностные/подповерхностные загрязнения.
Результаты показывают, что LIDT образцов, изготовленных с использованием новой технологической цепочки, значительно выше, чем у образцов, изготовленных с использованием традиционных методов. Этот новый процесс представляет собой новое многообещающее направление в производстве высокоустойчивой к повреждениям оптики из плавленого кварца для применения в лазерах высоких энергий.
Остаточные дефекты обработки значительно снижают LIDT оптики из плавленого кварца, что серьезно ограничивает ее производительность и срок службы в приложениях с высокоэнергетическими лазерами. Традиционные методы обработки направлены на эффективное управление подповерхностными механическими повреждениями (SSD) во время шлифования, но это не всегда приводит к успеху.
Кроме того, традиционные методы полировки могут привести к загрязнению при полировке. Методы постобработки, такие как травление на основе ВЧ, были разработаны для устранения загрязнений и SSD, но эти методы также могут привести к появлению новых дефектов.
Для дальнейшего улучшения устойчивости поверхностей из плавленого кварца к повреждениям необходимо разработать новые методы для определения полноапертурных характеристик твердотельных накопителей в трехмерном пространстве и введения новых дефектов на этапе постобработки.
Одним из перспективных новых методов является лазерная радиационная обработка кварцевого стекла. Поскольку природа бесконтактна и нет необходимости в полирующей суспензии, лазерная обработка имеет естественное преимущество в подавлении появления дефектов. CO 2 -лазер можно использовать для равномерной послойной абляции поверхности оптики, что позволяет точно удалить SSD и поверхностные/подповерхностные загрязнения.
Предложена технологическая цепочка CO 2 -лазера для производства высокостойкой к повреждениям оптики из кварцевого стекла.Технологическая цепочка включает в себя лазерную абляцию , лазерную очистку и лазерную полировку расплавом. Во-первых, теоретические и экспериментальные исследования подтвердили возможность характеристики SSD на основе равномерной послойной лазерной абляции. Метод определения характеристик SSD сочетался с процессом лазерной абляции для достижения полного удаления SSD. Далее был предложен метод лазерной конформной очистки для эффективного удаления абляционных загрязнений. Наконец, с помощью лазерной полировки расплава удалось реализовать подавление поврежденных предшественников во всей технологической цепочке и получить образец плавленого кварца с высоким LIDT.
Предложенный метод характеристики представляет собой новый инструмент для оптимизации процессов отделки. Эта новая стратегия обработки предлагает новый подход к производству оптики из плавленого кварца с низким уровнем дефектов.