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温度场对La<sub>2</sub>Ti<sub>2</sub>O<sub>7</sub>薄膜光学性质的影响
摘要： 为研究温度场对La2Ti2O7薄膜的微观结构、光学特性及激光损伤响应的影响，采用相同电子束蒸发参数分别在硅和熔融石英基底上制备了一组薄膜。通过施加不同温度的快速热退火来模拟温度场作用，利用XPS、XRD、椭偏仪和激光损伤测试研究了La2Ti2O7薄膜的结构、光学常数及激光损伤响应。结果表明：随着温度升高，Ti4+逐渐转化为Ti3+，导致折射率升高、消光系数增大且吸收更严重；当温度超过800°C时，氧损失现象更为显著。退火薄膜密度在600-1000°C升温过程中先增后减，在800°C时达到最大值。研究发现结晶化、氧损失与致密化过程均与La2Ti2O7薄膜的激光损伤阈值相关，当温度高于900°C时薄膜激光损伤阈值急剧下降。
关键词： 温度场、光学特性、La2Ti2O7薄膜、激光诱导损伤
更新于2025-09-23 15:21:21
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视觉激光诱导损伤检测的缺陷识别算法开发
摘要： 激光诱导损伤是指激光束导致光学元件特性发生永久性有害变化的现象。这种变化可通过多种检测技术观察到，其中光学和相位成像显微技术的灵敏度更优。然而人工操作进行的此类检测速度较慢且存在主观性——因此不适用于在线损伤监测，而自动检测系统在灵敏度、可靠性和速度方面更具优势。本文介绍一种基于CCD相机采集样品表面视觉图像的计算机辅助损伤位点识别新方法。评估流程由计算机算法执行，该算法包含精确且经统计验证的步骤：通过考虑光子噪声的统计特性实现降噪；并采用非线性图像滤波处理，根据损伤斑点的空间范围将指示性强度变化与随机噪声分离——这模拟了人眼从背景中辨识特征的能力。评估算法采用计算量较小的数学运算构建，以实现快速执行（这对高重复频率监测至关重要）。该方法在大型图像数据集测试中达到98.8%的损伤检测效率，与常规视觉激光损伤检测程序（成功率88.6%）相比，使未检出损伤位点数量降低一个数量级。
关键词： 图像滤波器、切比雪夫定理、激光诱导损伤、机器视觉、泊松噪声
更新于2025-09-23 15:21:01
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空气和真空环境中光学薄膜激光损伤的不同材料改性
摘要： 对12纳秒、1064纳米激光脉冲辐照下导致灾难性激光损伤的材料改性方案进行了空气与真空环境中的组合研究。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、激光显微拉曼光谱和光致发光光谱对样品进行观测，并开展了二维数值计算。结果表明：真空环境会引发更高的激光场强度，使激光诱导损伤过程中吸收更多激光能量，最终导致真空条件下激光损伤核心区出现材料熔融及后续再凝固现象；而在空气环境中，材料受热产生的等离子体膨胀及伴随的热膨胀会形成巨大应力场，从而导致激光损伤区域发生材料形变、分层及裂纹。
关键词： 真空、光致发光光谱、激光诱导损伤、激光显微拉曼光谱
更新于2025-09-23 15:21:01
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[计算机科学讲义] 模式识别与计算机视觉 第11256卷（首届中国会议，PRCV 2018，中国广州，2018年11月23-26日，会议录，第一部分）|| 大口径终端光学元件在线损伤检测
摘要： 在不均匀全内反射照明条件下，本文提出一种基于机器学习的新方法来解决大口径终端光学元件损伤在线检测问题。该损伤在线检测主要包含三个子问题：激光诱导损伤（LID）真伪的自动分类、入射面与出射面LID的自动分类以及LID尺寸测量。我们首先采用局部区域信噪比（LASNR）算法对图像中所有候选区域进行分割，继而使用基于核函数的极限学习机（K-ELM）从候选区域中甄别真伪损伤点，进而提出基于自编码器的极限学习机（A-ELM）区分入射面与出射面损伤点，最后采用分层核极限学习机（HK-ELM）预测损伤尺寸。实验结果表明，本方法性能优于传统方法：真伪损伤分类准确率达97.46%，入射面与出射面损伤分类准确率为97.66%，预测尺寸的平均相对误差控制在10%以内。因此该方法满足损伤在线检测的技术要求。
关键词： 尺寸测量、在线损伤检测、分类、激光诱导损伤、机器学习
更新于2025-09-23 15:21:01
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未损伤和激光损伤的K9玻璃在太赫兹波段的光学特性
摘要： K9玻璃是高能激光系统中的重要光学元件。为研究激光诱导损伤前后K9玻璃光学特性的变化，基于透射式太赫兹时域光谱系统，对未损伤和激光诱导损伤的K9玻璃进行测试，获取其太赫兹时域与频域光谱，并计算样品在太赫兹波段的折射率与吸收系数以作进一步分析。结果表明：随着激光能量增加，从未损伤到不同损伤程度的K9玻璃，时域峰值-峰值与频域幅值均呈现不同程度下降趋势；在0.4～0.5太赫兹波段，吸收系数持续增大而折射率仅有微小变化，这说明K9玻璃在激光诱导损伤后不仅宏观形态出现熔融断裂，其微观结构还形成了更多离子键与自由电子的非桥氧原子并伴随离子极化改变。本研究为探索激光诱导损伤后K9玻璃的微观特性提供了技术依据，也为太赫兹时域光谱应用于激光损伤分析奠定了良好基础。
关键词： 太赫兹时域光谱、K9玻璃、激光诱导损伤、折射率、吸收系数
更新于2025-09-23 15:21:01
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激光诱导损伤行为在背面与正面的差异
摘要： 当纳秒脉冲激光诱导透射元件损伤时，等离子体与激光的耦合作用会影响前后表面的损伤过程，从而决定最终的损伤形貌。本研究展示了等离子体对粒子喷射的抑制与增强效应、激光吸收与阻碍强度，以及多脉冲激光加工中的表面形貌和钻孔效率。比较了前后表面损伤的差异，并分析了成因与作用过程。实验有助于理解等离子体的作用及前后表面损伤的差异，从而阐明热力机制损伤。
关键词： 等离子体、前后表面、激光诱导损伤、粒子喷射
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳秒毛细管放电极紫外激光与铜相互作用中的热效应研究
摘要： 极紫外（EUV）激光与物质的相互作用是一个引人入胜的研究课题，因为高能光子作用下总会产生新奇现象。本文从理论与实验两方面研究了毛细管放电产生的46.9纳米激光与铜相互作用中的热效应，计算了铜激光辐照区域的温度变化。结果表明，铜表面出现明显烧蚀痕迹并呈现熔融、蒸发及再凝固的迹象，证实激光辐照过程中表面发生了热效应。
关键词： 激光诱导损伤、热效应、铜、46.9纳米激光
更新于2025-09-23 15:19:57
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纳秒激光辐照下KDP晶体表面缺陷引发的激光损伤动态行为建模
摘要： 透明介质光学元件激光诱导损伤问题严重制约了高功率激光系统的发展。通过建立多物理场耦合动力学模型研究KDP表面激光损伤的瞬态动态行为，是揭示纳秒激光损伤机理的重要途径。本研究以KDP晶体为例探究激光诱导表面损伤机理，基于电磁场、热传导和流体力学理论，建立了描述纳秒损伤过程演化的多物理场耦合动力学模型。该模型模拟了纳秒激光辐照过程中激光能量传输、热场分布及损伤形貌的动态变化，发现表面缺陷导致的光强增强对激光辐照区初始能量沉积和损伤起始具有重要作用，后续激光辐照中温度场与坑状形貌的演化有助于理解激光损伤过程。通过典型缺陷诱导激光损伤的形貌信息验证了该模型的可行性，本研究为阐释KDP晶体表面缺陷诱导的激光损伤提供了新见解，该模型也可推广应用于其他透明介质光学元件的激光损伤机理研究。
关键词： 激光诱导损伤、多物理场耦合模型、纳秒激光辐照、KDP晶体、表面缺陷
更新于2025-09-19 17:13:59
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248纳米KrF准分子激光作用下CaF2光学窗口的纳秒激光诱导表面损伤及其机理
摘要： 氟化钙（CaF2）晶体是紫外（UV）和深紫外（DUV）光刻及高功率激光相关应用中的重要光学材料。然而，其激光诱导损伤阈值（LIDT）直接影响激光功率，从而可能限制上述应用。因此，研究CaF2晶体的损伤特性和抗激光损伤能力迫在眉睫。采用结合麦克斯韦旋量方程的三维时域有限差分（FDTD）方法，结果表明后表面的电场强度大于前表面，导致阈值更低，这与实验观察一致。此外，通过引入抛光过程产生的Ce2O3杂质，建立了CaF2的热-力学耦合有限元模型（FEM），该模型半定量地描述了248 nm准分子激光对CaF2的损伤机制。
关键词： 激光诱导损伤，时域有限差分法，氟化钙，有限元法，紫外准分子激光
更新于2025-09-19 17:13:59
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1064纳米波长下铟锡氧化物薄膜与聚酰亚胺薄膜的高重复频率激光损伤
摘要： 描述了熔融石英基板上涂覆的氧化铟锡透明导电薄膜和聚酰亚胺取向薄膜在1064纳米高重复频率激光损伤后的实验与热建模。低激光功率密度下产生凸起状损伤形貌，更高功率密度时凸起中心会形成凹坑。该损伤过程与激光功率密度和辐照时间相关的热效应一致。通过高重复频率激光辐照的温度上升模拟，揭示了不同脉冲振荡下的热效应。
关键词： 高重复频率激光器、聚酰亚胺、激光诱导损伤、热建模、氧化铟锡
更新于2025-09-19 17:13:59