激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响.pdf

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1、西安理工大学学报JournalofXi’anUniversityofTechnology(2012)Vo1．28No．145文章编号：1006-4710(2012)O1-0045-04激光场强分布对类金刚石薄膜激光损伤阈值的影响吴慎将，施卫，苏俊宏(1．西安理工大学理学院，陕西西安710054；2．西安工业大学光电工程学院，陕西西安710032)摘要：采用非平衡磁控溅射技术，在双面抛光的硅基底上沉积了DLC薄膜，基于ISO11254一l损伤测试平台对DLC薄膜进行了损伤阈值测试；计算了DLC薄膜激光场强及温度场分布，对比了激光场强与损伤阈值的关系。计算结果显示：薄膜表面激

2、光场强增大，DLC薄膜的激光损伤阈值变低；激光场强相等时，随着薄膜厚度增加，激光损伤阈值变小。分析认为：薄膜表面激光场强增大后，激光与DLC薄膜相互作用，产生的等离子体加剧薄膜对激光能量的吸收并产生热累积，激光场强诱导印杂化向印杂化转变，致使DLC薄膜发生石墨化，从而影响了DLC薄膜的激光损伤阈值。关键词：类金刚石薄膜；激光场强；损伤阈值；等离子体吸收中图分类号：0484．5文献标志码：ATheInfluenceofLaserFieldtoDLCFilm’sDamageThresholdWUShenjiang，SHIWei，SUJunhong(1．FacuhyofScie

3、nce，Xi’anUniversityofTechnology，Xi’an710054，China；2．SchoolofOptoelectronicEngineering，Xi’anTechnologicalUniversity，XiaIl710032，China)Abstract：rn1eun—balancedmagnetronsputtering(UBMS)isusedtodepositthediamond—likecarbon(DLC)film．BasedonISO11254—1damagetestingplatform，itslaser-induceddamage

4、threshold(LIDT)istested．Thenthedistributionofitslaserandtemperaturefieldarecalculated．TherelationshipbetweenlaserfieldandLIDTiScontrasted．Thecalculatedresultsindicatethatwhenthelaseronthefilmsurfaceisintensified．theDLCfilm’SLIDTdecreases．Whenthelaserfieldremainsunchanged，theDLCfilm’SLIDTd

5、ecreasesasitthickens．Itisconsideredthroughtheanalysisthatwhenthelaserfieldisintensi-fledonthefilmsurface．theplasmaproducedintheinteractionbetweenthelaserfieldandDLCfilmwillcatalyzethefilm’Sheatabsorptionandaccumulationfromthelaser．Atthistime．thelaserfieldiSinduc-tingsptospandthiscausesthe

6、graphitizationofDLCfilmwhoseLIDTisfinallyaltered．Keywords：diamond—likecarbon(DLC)film；laserfield；laserinduceddamagethreshold(LIDT)；plas—maabsorb类金刚石(DLC)薄膜是一种性能十分优良的DLC薄膜抗激光损伤的机理十分复杂，既取决于激红外光学薄膜，因具有硬度高、透过率高和介电性能光特性和薄膜的材料特性，也与作用的外部因素有良好等优点而应用于红外探测、红外遥感及Ge(Si)关，薄膜的光学厚度、反射率、透过率、吸收系窗口材料表面的增透保

7、护膜引；除此之外，DLC还数、热传导率等因素都影响着其抗激光损伤能力。具有极高的电阻率、电绝缘强度、热导率，以及良好本文基于非平衡磁控溅射技术，使用1064nm的化学稳定性和生物相容性HJ。随着大功率激光Nd：YAG激光器，对相同工艺下沉积的不同厚度武器的发展和应用，极易造成红外系统窗口表面DLC薄膜进行激光损伤实验，计算了薄膜表面的激DLC薄膜的损伤，进而导致整个系统失效；然而光场强分布，对比分析了激光场强与激光损伤阈值收稿日期：2011-08-21基金项目：国家自然科学基金资助项目(60978040，60878032)。作