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16Cr3Al ODS钢的表面行为——高激光强度1014 W/cm2在空气、氦气和真空环境中的影响
摘要： 研究了广泛应用的结构性聚变材料——16Cr3Al氧化物弥散强化钢（ODS钢）在空气、氦气和真空环境中承受高达101? W/cm2高强度激光辐射时的行为。实验采用波长804 nm、脉宽65 fs的激光系统，施加的脉冲能量最高达5.25 mJ。研究内容包括：形貌效应（裂纹、弹坑参数（深度、横截面）、弹坑边缘激光诱导周期性表面结构（LIPSS）的形成）、流体动力学效应以及表面化学变化。同时测定了三种环境下的烧蚀阈值（100次脉冲作用后），分别为：空气中0.30 J/cm2、氦气中0.23 J/cm2、真空中0.39 J/cm2。所有实验均产生等离子体，由于真空环境中激光-材料耦合最强，其等离子体现象最为显著。
关键词： 1014瓦/平方厘米激光强度，激光诱导损伤/凹坑，核材料，飞秒激光表面改性，氧化物弥散强化钢
更新于2025-09-19 17:13:59
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氧辅助离子束溅射法沉积的氧化铪薄膜中纳米气泡对激光性能的影响
摘要： 铪（Hf）基材料是一种高折射率介质，用于制造下一代激光器的介电涂层。沉积过程中缺陷的形成是实现未来高能量密度激光应用中高抗激光损伤涂层的主要障碍。因此，理解铪基材料中导致激光诱导损伤的前驱体至关重要。在本研究中，我们探究了通过氧辅助双离子束溅射（IBS）工艺制备的90纳米厚铪基薄膜的激光诱导损伤机制。在脉冲纳秒紫外激光照射（355纳米，8纳秒）下，发现激光诱导损伤起始阈值强烈依赖于铪基薄膜中纳米气泡内所捕获的氩气量和过量氧含量。通过小角X射线散射以及结合高角度环形暗场技术的扫描/透射电子显微镜，揭示并证实了纳米气泡的存在。损伤起始阈值最初保持稳定，但当氧能量超过100电子伏特时开始下降。损伤起始归因于纳米气泡内通过多光子电离产生的激光诱导等离子体。结果表明，IBS工艺制备涂层中形成的纳米气泡是一种强效前驱体。尽管纳米气泡普遍存在于IBS薄膜中，但其对铪基薄膜抗激光损伤性能的负面影响此前未被认识到。我们的发现为实现抗激光损伤铪基薄膜所需的潜在缓解策略提供了基础依据。
关键词： 激光诱导损伤、多光子电离、离子束溅射、氧化铪、纳米气泡
更新于2025-09-16 10:30:52
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基于HfO2/SiO2的高反涂层在1064纳米波长下缺陷吸收与纳秒激光诱导损伤之间的相关性
摘要： 研究了HfO2/SiO2多层膜的缺陷弱吸收分布及纳秒脉冲激光诱导损伤特性。提出了一种结合缺陷弱吸收分布与激光诱导损伤阈值(LIDT)图的同步测量方法，用于研究激光辐照下缺陷弱吸收的演变过程及激光诱导损伤形貌。激光辐照过程中，部分结节状和灼烧状缺陷可通过低通量激光去除或钝化，相应缺陷类型的吸收随之降低。此外，经激光辐照后吸收增强的灾难性破坏缺陷会发展为灾难性损伤。进一步通过样品表面二维扫描研究了缺陷弱吸收与LIDT的关系，结果表明缺陷弱吸收强度分布与LIDT图的相关性取决于激光辐照过程中的缺陷评价特性。
关键词： 纳秒脉冲激光、HfO?/SiO?多层膜、高反射涂层、激光诱导损伤、缺陷吸收
更新于2025-09-11 14:15:04