近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室系統(tǒng)研究了影響大口徑脈沖壓縮光柵在應(yīng)用中面臨的小概率缺陷損傷問題，厘清了誘導(dǎo)脈沖壓縮光柵納秒激光損傷的關(guān)鍵瓶頸因素及機(jī)理。相關(guān)成果發(fā)表在Optical Materials Express（《光學(xué)材料快訊》）, 上。

脈沖壓縮光柵是高能拍瓦激光系統(tǒng)的核心光學(xué)元件，其損傷問題是制約皮秒高能拍瓦激光系統(tǒng)極限輸出能力的關(guān)鍵瓶頸因素。研究團(tuán)隊(duì)分析了大口徑脈沖壓縮光柵制造的特點(diǎn)，并綜合考慮了脈沖壓縮光柵的應(yīng)用狀態(tài)，利用大樣本采樣方法解析光柵制造過程，準(zhǔn)確描述了脈沖壓縮光柵在應(yīng)用中可能面臨的關(guān)鍵小概率缺陷損傷問題。研究發(fā)現(xiàn)，脈沖壓縮光柵的納秒激光損傷主要表現(xiàn)為節(jié)瘤缺陷損傷、納米吸收中心損傷以及伴隨缺陷損傷的等離子體燒蝕區(qū)。節(jié)瘤缺陷種子多位于基底表面；納米吸收中心位于光柵表面下方的第一個SiO2/HfO2界面處；等離子燒蝕只涉及光柵條柱的頂部。研究還發(fā)現(xiàn)損傷形貌與電場強(qiáng)度峰值存在依賴關(guān)系。這項(xiàng)研究闡明了影響脈沖壓縮光柵納秒激光損傷的基本機(jī)制，為脈沖壓縮光柵的制造工藝優(yōu)化提供了明確的指導(dǎo)方向。

圖1 近閾值附近，PCG損傷特性的全面識別和表征

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