高功率激光薄膜吸收测试_2025_成都.pdf

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1、高功率激光薄膜吸收损耗测试技术及仪器分析 李斌成李斌成电子科技大学电子科技大学 /成都技致光电科技有限公司成都技致光电科技有限公司2025中国（成都）国际精密光学技术与应用大会 电子科技大学教授/博导 成都技致光电科技有限公司 创始人 中国科学院优秀“百人计划”入选者，四川省学术和技术带头人，中国科学院大学第三届学位委员会“材料科学与光电技术”分委会委员 JCR一区期刊Photoacoustics、光电工程、大气与环境光学学报编委 国际光声光热联合会（IPPA）青年成就奖（2007）中国科学院西部学者突出贡献奖（2012）主要研究方向：光学薄膜检测技术、深紫外薄膜技术、激光技术及应用 论文30

2、0余篇（SCI 论文180余篇）、授权美国和中国发明专利70余项 国际标准化组织（ISO）技术专家，制定国际标准2项（ISO 13142 光腔衰荡高反射率/透过率测试方法、ISO 23701 激光光学元件光热吸收测试及成像方法），长期代表中国参与相关国际标准制修订讨论（包括LIDT测量、散射、激光量热吸收测量等）报告人简介报告人简介主要内容1、前言2、激光量热及光热吸收测量原理和技术考虑3、激光量热与光热吸收测量技术对比4、光热吸收测试仪器的使用技巧5、激光量热吸收测试仪器的研发6、结论T+R+A+S=1反射率吸收损耗LIDT损伤阈值表面（波前）质量（面形（波前）变化）稳定性（腐蚀性、环境稳定

3、性）透射率散射损耗激光光学元件的主要性能参数热畸变(波前畸变)1、前言连续高功率激光薄膜脉冲高能激光薄膜连续高功率激光薄膜ISO 13142ISO 11551ISO 23701ISO 21254引力波探测系统引力波探测系统LIGOLIGO中输入中输入/终端反终端反射镜极低的吸收损耗是成功探测到引射镜极低的吸收损耗是成功探测到引力波的关键力波的关键吸收损耗：吸收损耗：0.21 ppm0.21 ppm地面引力波探测系统地面引力波探测系统 -激光干涉仪激光干涉仪光热偏振吸收测量装置光热偏振吸收测量装置关注点关注点基于基于HfOHfO2 2/SiO/SiO2 2薄膜的反射镜吸收损耗仅薄膜的反射镜吸收损

4、耗仅0.24 ppm0.24 ppm，甚至低于甚至低于TaTa2 2O O5 5/SiO/SiO2 2!测量仪器：测量仪器：PCIPCI（光热透镜）（光热透镜）Absorptance of HR mirrors used in CW laser systemsSPIE Laser Damage 2022SPIE Laser Damage 2022核心核心信号测量灵敏度和标定信号测量灵敏度和标定问题问题如何准确测量极低的吸收损耗如何准确测量极低的吸收损耗（10ppm 30秒用于消除温度漂移影响用于确定吸收损耗()()()111 expT tT tAtt=+()()()22exp1ttBtTtT+

5、=PACfeffc=照射过程：5-300秒冷却过程：200秒吸收损耗：吸收损耗：测量原理：激光量热法通过采用高灵敏温度测量原理：激光量热法通过采用高灵敏温度元件直接测量被测光学元件优于激光照射导元件直接测量被测光学元件优于激光照射导致的温升确定被测元件的吸收损耗。致的温升确定被测元件的吸收损耗。当前仪器技术水平：温度测量灵敏度：10 K(NTC)吸收测量灵敏度：0.1ppm吸收测量范围：1ppm 100%吸收测量准确度：10%当前仪器水平激光量热吸收损耗测量仪LZH（德国汉诺威激光中心）0200400600012304080120-0.050.000.05Sample:Fused Silica

6、Power:7.0 WAbsorptance:3.4 ppm Temperature rise(mK)Time(Seconds)Data Fit Pump LaserProbe LaserSampleSamplePump LaserProbe LaserSampleSample光热（表面）位移光热（折射）偏转表面热透镜蜃景效应蜃景效应Pump LaserProbe LaserSampleSampleSamplePump LaserProbe LaserSampleSample光热吸收测量原理：采用探测光热吸收测量原理：采用探测光束测量被测光学元件由于加光束测量被测光学元件由于加热激光照射引起的