COIL強(qiáng)激光系統(tǒng)光學(xué)薄膜研究.pdf

1、本論文從我國(guó)高技術(shù)研究激光技術(shù)軍事應(yīng)用的具體需求出發(fā)，圍繞化學(xué)氧碘短波強(qiáng)激光技術(shù)及光束發(fā)射跟蹤瞄準(zhǔn)光學(xué)系統(tǒng)開(kāi)展短波強(qiáng)激光高反射膜、共孔徑分光膜技術(shù)研究。主要涉及以下幾方面內(nèi)容： 1、低損耗COIL腔鏡及光束控制系統(tǒng)光學(xué)薄膜設(shè)計(jì) 本文研究了COIL腔鏡雙波段高反射膜設(shè)計(jì)方法，從提高抗激光損傷觀(guān)點(diǎn)出發(fā)，提出把COIL主激光波段高反射膜堆放在靠空氣一側(cè)的思想。根據(jù)這一設(shè)想詳細(xì)探討了四分之一標(biāo)準(zhǔn)膜堆和非四分之一膜堆的反射膜設(shè)計(jì)，

2、計(jì)算了高折射率材料消光系數(shù)對(duì)反射膜吸收損耗及反射率的影響。導(dǎo)出非四分之一膜堆設(shè)計(jì)公式。給出大量設(shè)計(jì)結(jié)果。 分析了強(qiáng)激光系統(tǒng)中的共孔徑技術(shù)，結(jié)合高技術(shù)激光實(shí)驗(yàn)光路提出光束定向器中的共孔徑光學(xué)薄膜元件性能要求。研究了光束定向器中寬波段高反射膜設(shè)計(jì)方法和共孔徑強(qiáng)激光與弱光分離的分光膜設(shè)計(jì)。提出了可見(jiàn)和紅外雙波段高效增透膜設(shè)計(jì)思想，導(dǎo)出規(guī)整膜系設(shè)計(jì)的計(jì)算公式，給出詳細(xì)的設(shè)計(jì)結(jié)果。這些膜系設(shè)計(jì)思想新穎，設(shè)計(jì)結(jié)果具有很強(qiáng)的實(shí)用性。這些研究在

3、國(guó)內(nèi)尚屬首次。 2、COIL強(qiáng)激光膜系淀積技術(shù) 研究了COIL系統(tǒng)各類(lèi)光學(xué)薄膜的淀積工藝技術(shù)，分析了造成多層膜性能不重復(fù)的原因，提出了Ta<,2>O<,5>，HfO<,2>，SiO<,2>材料蒸發(fā)的工藝技術(shù)，分析了造成HfO<,2>SiO<,2>膜層缺陷和蒸汽分布不穩(wěn)定因素，提出了改進(jìn)技術(shù)和方法；分析了多層膜光學(xué)監(jiān)控中的光源單色性、膜層厚度光楔、膜層吸收對(duì)監(jiān)控信號(hào)的影響，計(jì)算了這些因素對(duì)不同膜系監(jiān)控的信號(hào)強(qiáng)度變化。提出C

4、OIL反射膜和共孔徑分光膜的監(jiān)控方法；研究了熱處理提氧化物介質(zhì)反射膜的反射率和降低吸收損耗的物理機(jī)理；分析了研究分析了膜厚度均勻性對(duì)激光反射鏡的波前和偏振特性的影響，導(dǎo)出了膜層厚度產(chǎn)生波前變化的計(jì)算公式。提出改善膜層均勻性的行星工件夾具系統(tǒng)，得出星工件夾具膜層厚度分布的計(jì)算方法和公式。這些技術(shù)的研究極大地改善了COIL 高反射膜性能。 3、COIL強(qiáng)光膜性能測(cè)試技術(shù) 本文詳細(xì)研究了COIL系統(tǒng)中各類(lèi)膜系所用材料的光學(xué)特性

5、，力學(xué)特性；研究了反射率達(dá)99.99％的測(cè)試方法，并建立反射測(cè)試裝置，對(duì)各類(lèi)膜系的反射率指標(biāo)進(jìn)行了嚴(yán)格測(cè)試；實(shí)驗(yàn)研究了COIL高反射膜總積分散射損耗。建立了總積分散射測(cè)試裝置，測(cè)量COIL腔鏡正入射和45<'0>入射反射鏡總積分散射損耗。發(fā)現(xiàn)總積分散射損耗位于100-200ppm量級(jí)，說(shuō)明用電子束技術(shù)制備COIL高反射膜有較大散射損耗，難于達(dá)到99.99％反射率的原因。研究連續(xù)波激光對(duì)多層膜光學(xué)元件的損傷機(jī)理；建立強(qiáng)激光照射下反射鏡熱變