脉冲激光烧蚀熔石英过程的时间分辨研究

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自激光诞生以来,由于其高亮度、高方向性、高相干性和良好地单色性等一系列显著的优点,在社会各个方面都得到了广泛的应用。随着激光技术的发展,激光器的种类越来越多,在使用过程中都存在光学材料损伤。光学材料损伤不但影响了激光器的稳定运行,而且在很大程度上制约了激光技术的发展和应用。因此迫切需要理解强激光与材料相互作用的内涵,掌握强激光对光学材料的损伤机制,进而提高光学材料的损伤阈值。  搭建了两套超快时间分辨实验系统。实验系统以泵浦-探测技术为基础,一套利用信号发生器控制延迟时间,可以实现秒级的时间延迟;一套利用光学延迟控制延迟时间,可以在较短延迟时间内实现精确控制。利用超快时间分辨系统,可以更好的研究激光诱导光学材料损伤的具体过程,  采用基于信号发生器控制的时间分辨技术,研究了高能量纳秒激光烧蚀熔石英的动力学过程。分别研究了纳秒激光聚焦于前表面,体内、和后表面三种情况的熔石英损伤动力学过程。结果发现前表面和后表面的损伤动力学过程明显不同,后表面损伤过程复杂。实验记录了材料体内损伤的时间演化过程,损伤形貌在150ns延迟时间基本完成。  采用基于光学延迟的实验方案,研究了飞秒与物质相互作用的超快动力学过程,得到了短延迟时间内飞秒激光烧蚀单晶硅、铝和K9玻璃的超快动力学图片。结果表明,飞秒激光烧蚀材料过程中,有大量的物质喷发,而且物质的喷发是不连续的,这表明在不同阶段可能存在不同的主导机制。
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