Seguimiento y comprensión de eventos de daños por láser en la óptica - Parte 03

Dado que los defectos inducen daños por láser y los defectos se distribuyen aleatoriamente en los componentes ópticos, la detección y evaluación del rendimiento de daños por láser de los componentes ópticos se ha convertido en otro contenido importante de la investigación. El estándar para las pruebas de umbral de daños por láser se estableció en la década de 1990 y se ha mejorado continuamente con el desarrollo de la tecnología láser y los materiales ópticos. El estándar internacional ISO21254 para pruebas de umbral de daños por láser utiliza un método de muestreo, que tiene los problemas de una gran incertidumbre de medición, falta de coincidencia entre los resultados de las pruebas fuera de línea y el efecto de aplicación de los componentes en sistemas láser de alta potencia .   L a razón es que  el rayo láser podría no ser capaz de  capturar con precisión   los defectos distribuidos aleatoriamente. Para los componentes ópticos de gran apertura de ICF, el método de prueba de escaneo de trama resuelve el problema de los defectos faltantes a través de un método exhaustivo similar. Al mismo tiempo, también adopta la evaluación de la clasificación del daño de los componentes ópticos y propone un concepto de umbral de daño funcional para aplicaciones prácticas.

La propuesta del umbral de daño funcional brinda otra idea para la operación de alto rendimiento de componentes ópticos de gran apertura, es decir, para tolerar defectos y cierto grado de daño, que es una opción práctica para proyectos láser a gran escala. En base a esto, se han desarrollado una serie de tecnologías de posprocesamiento independientes del proceso de fabricación tradicional de componentes ópticos para eliminar una pequeña cantidad de defectos que quedan en el proceso de fabricación o suprimir la respuesta termodinámica de estos defectos bajo irradiación láser, incluido el pretratamiento láser. de películas dieléctricas, tratamiento previo con láser de cristal DKDP , tratamiento de grabado químico de sílice fundida, reparación con láser de CO ₂  , etc. Estas técnicas de posprocesamiento varían según el tipo de componente, y cada técnica de posprocesamiento se selecciona según sobre las características de un defecto específico y su comportamiento de daño por láser, que todavía pertenece al alcance de la investigación sobre la causa raíz del daño por láser.

Primero presentaremos el defecto nodular que induce daño a los componentes del láser de frecuencia fundamental con membrana dieléctrica . Este no es solo un problema de cuello de botella importante para los controladores láser ICF, sino también un problema común para los componentes de película delgada utilizados en aplicaciones láser en otros campos. Es un defecto microscópico típico, que se puede caracterizar por métodos convencionales de detección óptica, por lo que es fácil establecer una relación directa entre los defectos y el daño inducido, y también sienta las bases para entender la causa de su formación y buscar sus métodos de control. . Luego, se introducirá el problema del daño láser inducido por precursores a nanoescala en componentes ópticos. Aquí, se introducen dos tipos de componentes ópticos limitados por precursores a nanoescala: cristales similares a KDP y películas dieléctricas multicapa aplicadas a pulsos de picosegundos. Debido a que su escala es mucho más pequeña que la resolución óptica, y debido a la falta de técnicas de caracterización que puedan correlacionar directamente con el daño del láser, es difícil rastrear este tipo de daño en la morfología e incluso la causa del defecto, que aún es un problema que todavía afecta a los investigadores en esta etapa. Finalmente, con el objetivo de cumplir con los requisitos de aplicación de ingeniería de los componentes ópticos de escala m en el campo del láser ICF, se presentará la tecnología de pretratamiento láser de barrido de trama y su método de evaluación para eliminar o suprimir defectos y mejorar la resistencia al daño de los componentes ópticos.