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2018年激光誘導損傷光學材料國際會議報道

來源: 發布時間:2019-06-10 18:00:02

  2018年9月23-26日,在美國科羅拉多舉行的SPIE激光損傷會議,本報摘譯部分論文如下: 

  1、美國國防部高級研究計劃局、空軍實驗室、美國中佛羅里達大學退休人員C. Martin Stickley做了題目為《激光損傷大會早期發展》的報道: 

  這個講座是我對激光技術早期研究和60年代激光損傷技術研究的個人回憶:內容涉及相關的研究人員、損傷實驗所用到的激光器、參與其中的公司、經費來源部門,以及那段時期的人際交往情況、1968年發表的文章的性質,以及Art Guenther和另一位此次50周年紀念會議上共同受邀的演講嘉賓Alex Glass的獨特管理和行為方式。 

  2、美國中佛羅里達大學的Michael Bass做了題目為《當一切都被損壞,但我們卻不知道原因》的報道: 

  這是在激光誕生10周年之際,關于激光損傷研究所面臨的問題的回憶錄。我們今天所知道的所有不同類型的激光器原理都已經被闡明,這些激光器可以達到高功率,并被證明可以破壞諧振腔中使用的光學器件或用于操縱高功率光束。如果高功率激光器要具備實用意義,則必須解決激光損傷的問題,然而首先必須要了解問題的本質。 

  3、德國福音派伊麗莎白診所Hans-Peter Berlien發表了題目為《醫用激光器交付和應用系統的激光損傷閾值的測試手段》的文章: 

  手術室內的火災是患者和工作人員面臨的最危險的狀況。除了電外科設備和內窺鏡光源,甚至手術激光器也可以是窗簾、長袍和氣管導管的點火源。這種風險很早就被發現,并且已經發布了幾種激光防護材料的ISO標準。然而,醫療光束傳輸系統本身的隱患卻沒有被重視。由于一方面市場的擴大和另一方面降低成本的需求,纖維已經進入市場,但芯或包層材料存在自燃的風險。此外,隨著用于接觸應用或集成擴散器系統的纖維涂敷器技術的革新,其具有高吸收率的特性,因此它們的自燃風險也相應增加。所以,對公司供應商和醫院執行質量檢測標準非常重要。目前,該問題尚無現成的工作和標準。該項目詳細闡述了醫療光束輸送系統的可重復測試參數。激光傳輸引起的燃燒和損壞的問題不僅限于醫療設備,在通訊系統和光纖激光器系統領域中,相關工作與WG1 SC9緊密聯系,避免任何重復性工作。所提出的草案遵循現有的手術幕布ISO11810標準和氣管導管ISO11990的結構、術語和測試程序,以避免與這些標準的不一致。 

  4、美國利弗莫爾實驗室的Christopher J. Stolz等人發表了題目為《近十年博爾德損傷研討會(BDS)薄膜激光器損傷競賽的趨勢觀察》的文章: 

  Boulder Damage Symposium的薄膜損傷系列競賽讓人們有機會觀察不同涂層類型(高反、增透、偏振器和法布里-珀羅濾波器)、不同波長范圍(193 - 1064 nm)和不同脈沖長度范圍(40 fs - 18 ns)之間的激光損傷行為的一般趨勢。此外,根據本競賽的歷史,沉積過程、涂層材料、清潔過程和層數的影響可以在一年內或更久的范圍中進行研究。雖然有些參與者試圖隔離單個變量以更好地了解它對激光阻抗的影響,但該系列競賽幫助各種類型的參與者隔離損傷測試服務和協議的變量。在過去的十年中,共有來自58個不同參與者的275個樣本在四個不同的激光損傷測試設施中接受了測試。除紫外線應用外,二氧化鉿顯然是最好的高折射率材料;雖然各種高折射率材料表現都良好。不同標的物之間的最佳沉積過程差異很大,因此它更地依賴于涂層類型,波長和脈沖持續時長。對于具有納秒級脈沖長度的1064nm涂層,電子束涂層往往表現最佳。對于短脈沖長度近紅外光譜反射鏡和納秒脈沖長度紫外光反射鏡,所有涉及濺射靶材料的致密涂層工藝是性能最佳的。對于UV AR涂層和準分子鏡,兩者都以納秒脈沖長度進行測試,它們傾向于采用非常低能量的沉積方式,產生軟涂層,例如用于AR的溶膠凝膠浸涂和用于準分子鏡的氟化物的電阻加熱。最后,在這種薄膜損傷競賽的歷史中,清洗方法和層數與激光阻抗的關系不太明顯。 

  5、《美國國家委員會提交激光損傷標準的ISO修正案2018年進展報告 

  在過去幾年中,該委員會報告了美國國家激光損傷標準的必要性,以滿足國內工業的需求。 [1] 去年,一個將小區域中動態缺陷密度的測量值a與較大區域上的這種缺陷的密度估計值A聯系起來的過程被報道。這被認為是1型go/no-go測試的基礎。去年報告的主要問題為,標準的合理流程是從較大區域的所需屬性開始,設計一個具有魯棒性的測試。2017年[2] 提出的流程難以為非專業用戶所方便使用,而幾乎所有用戶都并非專業。2018年工作的主要目的是制定和評估有用可行的標準的備選方案。 

  6、美國晶體鏡面供應商的Garrett D. Cole等人發表了題目為《晶體涂層的激光損傷測量》的文章: 

  基板轉移的結晶涂層已成為光學干涉涂層中一個突破性的新概念?;諼頤竊?/font>2013年對該技術的初步展示,我們最近實現了對這些新型單晶GaAs / AlGaAs多層膜的光學性能的顯著改進。在近紅外線中,對于1064至1560 nm的中心波長,我們將多余的光學損耗(散射+吸收)降低至小于5 ppm,而直接測量這些薄膜中亞ppm的光學吸收,實現在1550nm附近的電相關波長范圍內超過600,000的腔體精細度。在本演示中,我們概述了這些新型半導體干涉涂層的激光損傷閾值(LIDT)的初步測量方式。對于脈沖激發(在1064nm處的納秒脈沖,組成鏡面材料的窄帶隙將LIDT限制為3-5 J/cm2。在條件下,激光損傷由半導體多層中的雙光子吸收(TPA)驅動,主要是高折射率GaAs膜。注意,對于>1740nm的照射波長,其中TPA效應被消除,可以獲得性能的改進。對于連續波(CW)照明,高導熱率(~30 Wm-1K-1)和低本征吸收提供了優異性能的提升空間。在這里,我們提出了轉換到超拋光熔融石英的10 ppm透射四分之一波長GaAs / AlGaAs布拉格反射鏡的初步連續波照明損傷測量方法,溫度僅為1.4 K,強度為~1.5 MW/cm2。接下來的努力將繼續推動該結構的極限,目的是確定鏡組可以承受的最大連續波照明強度。 

  7、美國利弗莫爾實驗室的Raluca A. Negres等人發表了題目為《1064nm納秒激光器鏡組的薄膜損傷研究競賽》的文章: 

  本次比賽旨在研究最先進的近紅外高反射鏡。涂層的要求是在1064nm的0度入射角光下的最小反射率達到99.5%。 涂層材料,設計和沉積方法的選擇留給參者。使用光柵掃描方法在單個測試設備中進行激光損傷測試,其中3ns脈沖長度激光系統以5Hz在多縱模下工作。雙盲測試確保樣本和提交者都是匿名狀態。除了抗激光損傷結果之外,還會公布沉積工藝、清潔方法、涂層材料和層數的細節。我們發現通過電子束沉積的氧化鉿/二氧化硅多層涂層在測試條件下具有最佳的抗損傷性。 

  常哲編譯自:https://www.spiedigitallibrary.org/conference-proceedings-of-SPIE/10805.toc