Laserschadensereignisse in der Optik verfolgen und verstehen - Teil 03

Da Defekte Laserschäden induzieren und Defekte in optischen Komponenten zufällig verteilt sind, ist die Erkennung und Bewertung des Laserschadensverhaltens optischer Komponenten zu einem weiteren wichtigen Forschungsinhalt geworden. Der Standard für die Laser-Schadensschwellenprüfung wurde in den 1990er Jahren etabliert und mit der Entwicklung der Lasertechnologie und optischer Materialien kontinuierlich verbessert. Die internationale Norm ISO21254 für die Laser-Schadensschwellenprüfung verwendet ein Stichprobenverfahren, das die Probleme einer großen Messunsicherheit, einer Diskrepanz zwischen Offline-Testergebnissen und dem Anwendungseffekt von Komponenten in Hochleistungslasersystemen aufweist .   Der Grund dafür ist , dass   der Laserstrahl   möglicherweise nicht in der Lage ist,   genau einzufangen die zufällig verteilten Defekte. Für die optischen Komponenten mit großer Apertur von ICF löst das Rasterscanning-Testverfahren das Problem fehlender Defekte durch ein ähnliches erschöpfendes Verfahren. Gleichzeitig übernimmt es auch die Klassifizierungsbewertung der Beschädigung optischer Komponenten und schlägt ein Konzept der funktionellen Schadensschwelle für praktische Anwendungen vor.

Der Vorschlag der funktionellen Schadensschwelle liefert eine weitere Idee für den Hochdurchsatzbetrieb von optischen Komponenten mit großer Apertur, das heißt, Defekte und einen bestimmten Grad an Beschädigung zu tolerieren, was eine praktische Wahl für große Laserprojekte ist. Auf dieser Grundlage wurde eine Reihe von Nachbearbeitungstechnologien entwickelt, die unabhängig vom herkömmlichen Herstellungsprozess optischer Komponenten sind, um eine kleine Menge von Fehlern zu entfernen, die im Herstellungsprozess verbleiben, oder die thermodynamische Reaktion dieser Fehler unter Laserbestrahlung zu unterdrücken, einschließlich Laservorbehandlung von dielektrischen Filmen, Laservorbehandlung von DKDP-Kristallen, chemische Ätzbehandlung von Quarzglas, Reparatur durch CO ₂ Laser usw. Diese Nachbearbeitungstechniken variieren je nach Komponententyp, und jede Nachbearbeitungstechnik wird basierend ausgewählt über die Eigenschaften eines bestimmten Defekts und sein Laserschadensverhalten, was noch in den Bereich der Forschung zur Grundursache von Laserschäden gehört.

Wir werden zuerst den Knötchendefekt einführen, der Schäden an Grundfrequenz-Laserkomponenten mit dielektrischer Membran hervorruft. Dies ist nicht nur ein wichtiges Engpassproblem für ICF-Lasertreiber, sondern auch ein häufiges Problem für Dünnschichtkomponenten, die in Laseranwendungen in anderen Bereichen verwendet werden. Es ist ein typischer mikroskopischer Defekt, der durch herkömmliche optische Detektionsmethoden charakterisiert werden kann, sodass es einfach ist, einen direkten Zusammenhang zwischen Defekten und induzierten Schäden herzustellen, und er legt auch die Grundlage für das Verständnis der Ursache seiner Entstehung und die Suche nach seinen Kontrollmethoden . Anschließend wird das Problem der durch nanoskalige Vorstufen in optischen Komponenten induzierten Laserschädigung eingeführt. Hier werden zwei Arten von optischen Komponenten eingeführt, die durch nanoskalige Vorläufer begrenzt sind: KDP-ähnliche Kristalle und mehrschichtige dielektrische Filme, die auf Pikosekundenpulse aufgebracht werden. Da sein Maßstab viel kleiner ist als die optische Auflösung und aufgrund des Mangels an Charakterisierungstechniken, die direkt mit Laserschäden korrelieren können, ist es schwierig, diese Art von Schäden auf die Morphologie und sogar die Ursache des Defekts zurückzuverfolgen, die immer noch vorhanden ist ein Problem, das Forscher in diesem Stadium immer noch plagt. Abschließend werden mit Blick auf die technischen Anwendungsanforderungen optischer Komponenten im M-Maßstab im ICF-Laserbereich die Rasterscanning-Laservorbehandlungstechnologie und ihre Bewertungsmethode zur Entfernung oder Unterdrückung von Defekten und zur Verbesserung der Schadensbeständigkeit optischer Komponenten vorgestellt.