[发明专利]一种宽波段激光防护方法及结构

摘要

一种宽波段激光防护方法及结构，涉及表面涂层、非线性光学和激光防护技术领域。通过五氧化二钒制备、蓝宝石壳体设计、碳纳米管悬浮液配置，悬浮液的注入与密封一系列步骤，得到可以进行宽波段激光防护的结构，广泛应用于光学智能窗口和激光防护技术领域中。其特征在于所述的宽波段激光防护结构采用的是复合多元防护，结合目前各种非线性光限幅材料的波段特性，通过热致相变光限幅和非线性散射方法，能更有效地对强激光干扰信号进行衰减，从而实现对可见光波段和近红外波段连续可调激光的防护。本发明提供的方法具有工艺简单、成品率高、成熟可靠等优点。

主权项

1.一种宽波段激光防护方法，其特征在于包括如下步骤：首先，利用蓝宝石作为壳体，至少在蓝宝石壳体正对激光入射的一面上利用射频磁控制溅射技术沉积五氧化二钒薄膜层，五氧化二钒薄膜层在激光密度大于50W/mm2的强激光照射时发生相变，从而使强激光的透过率≤5%；所述的五氧化二钒薄膜层是一层单一组分的、颜色为橙黄色的、有明显的择优取向、厚度为300‑400nm的基于热致相变原理的激光防护膜；其次，在蓝宝石壳体中灌注碳纳米管悬浮液，并使经蓝宝石壳体入射面上的五氧化二钒薄膜层进入蓝宝石壳体中的激光束全部经过碳纳米管悬浮液后从蓝宝石壳体的另一面射出，蓝宝石壳体中的碳纳米管悬浮液在强激光照射后产生微气泡对入射的强激光进行有效散射以进一步降低强激光的透过率，从而使透过蓝宝石壳体的强激光在五氧化二钒薄膜层及碳纳米管悬浮液的双重作用下衰减84%以上；所述的碳纳米管悬浮液浓度为N=4e14/m³，溶液厚度不小于10mm，即激光在碳纳米管悬浮液中的行程不小于10mm；入射能量为0.4J/cm²时，碳纳米管悬浮液中微气泡达到稳定状态对入射激光进行有效散射所需时间为10ns，测得的透过率小于10%;所述的蓝宝石材料壳体为经过抛光，具有非常优良的表面形貌，均方根表面粗糙度保持在3nm以下，并在进行磁控溅射沉积前先用棉花蘸上清洁剂轻轻擦洗掉蓝宝石壳体表面的灰尘和颗粒，然后将其在丙酮和酒精中分别超声振荡至少20 min，接着把蓝宝石壳体在去离子水中超声清洗至少20 min。