[发明专利]一种光学薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法

摘要

本发明公开了一种光学薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法，该方法中激光束经衰减器后到达光束分束器，光束分束器透射方向的激光束经过聚焦透镜到达金属膜，CCD相机记录激光辐照在金属膜表面的光斑位置和辐照在光学薄膜表面时的激光损伤点坐标，扫描电子显微镜记录激光辐照在光学薄膜中缺陷损伤点纵向深度位置，并完成对缺陷损伤点横向能量密度细分与纵向电场归一化处理相结合分析，从而解决了光学薄膜激光损伤阈值测试中，将激光光斑中随机分布的缺陷损伤点与高斯分布的激光能量密度等效的视作均匀分布，并将激光峰值能量密度作为缺陷损伤能量密度，以及因忽略缺陷损伤点所受光学薄膜电场分布影响所带来的问题。从而提高测试精度。

主权项

1.一种光学薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤1，电脑(12)经数据输出卡(16)控制调Q信号输出从而控制激光器(1)激光输出，激光器(1)发出的激光束经衰减器(2)后到达光束分束器(3)，通过控制衰减器(2)将所述的激光器(1)发出的高斯激光能量密度调节至0.1J/cm2～0.5J/cm2，光束分束器(3)反射方向分别到达能量计(4)和光束质量分析仪(5)，光束分束器(3)透射方向经过聚焦透镜(6)到达金属膜(8)表面，利用所述的CCD相机(7)通过调整其角度和位置，记录下激光光斑在所述金属膜(8)表面的位置，所述的能量计(4)的输出端连接至电脑(12)的第一输入端，所述的光束质量分析仪(5)的输出端连接至电脑(12)的第二输入端，所述的CCD相机(7)的输出端连接至电脑(12)的第三输入端，所述的扫描电子显微镜(11)的输出端连接至电脑(12)的第四输入端；步骤2，利用电脑(12)经运动控制卡(13)控制电机驱动器(14)驱动步进电机(15)带动移动平台(10)水平匀速运动，使所述光学薄膜(9)水平移动至激光光斑位置，通过调整所述的衰减器(2)，将入射激光峰值能量密度由低到高调节至初始发生损伤的激光能量密度Fmax，对所述光学薄膜(9)进行激光辐照，利用所述的CCD相机(7)记录下激光辐照光学薄膜(9)后出现的缺陷损伤点位于激光光斑内的坐标(xi，yi)，根据入射激光峰值能量密度Fmax和缺陷损伤点位于激光光斑内的坐标(xi，yi)，得到缺陷损伤点横向上所吸收的激光能量密度Fi，计算公式如下：式中：Fi——缺陷损伤点横向上吸收的激光能量密度，单位J/cm2，Fmax——入射激光峰值能量密度，单位J/cm2，xi，yi——缺陷损伤点位于激光光斑内横向与纵向上的坐标，单位mm，ωx，ωy——激光光斑横向与纵向的高斯半径，单位mm；步骤3，利用所述的扫描电子显微镜(11)记录激光辐照在光学薄膜(9)中缺陷损伤点纵向深度d，结合光学薄膜(9)的纵向电场分布，判断出缺陷损伤点初始位置所对应的电场情况，并进行电场归一化处理，结合缺陷损伤点横向的能量密度细分，计算得到光学薄膜(9)内缺陷损伤点对应的激光能量密度，步骤4，通过利用固定的入射激光峰值能量密度Fmax对所述的光学薄膜(9)的不同位置处分别进行单脉冲激光辐照，辐照的位置个数根据测试样品的大小进行选择，最后从得到的缺陷损伤能量密度中选取最低的激光能量密度作为光学薄膜(9)的激光损伤阈值。