激光損傷閾值測試系統(tǒng)

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，激光光源在各個行業(yè)得到了廣泛應(yīng)用。為了讓激光能夠更好的服務(wù)于各種需求，就需要對激光光斑進(jìn)行擴(kuò)束、整形、聚焦、轉(zhuǎn)折等，所以就需要各式各樣的光學(xué)器件，而隨著功率的增加和波長的拓展，對光學(xué)器件材料及鍍膜提出了更高的要求，通常需要表征光學(xué)器件的損傷閾值，以便確定合適的工作條件；

激光誘導(dǎo)損傷閾值 (LIDT) 在 ISO 21254 中定義為，“光學(xué)器件推測的損傷概率為零的激光輻射量"。LIDT 旨在激光器在損傷發(fā)生前能夠承受的激光能量密度（脈沖激光器，通常以 J/cm2 為單位）或激光強(qiáng)度（連續(xù)波激光器，通常以 W/cm2 為單位）。

不同激光器類型，損傷的機(jī)理并不一致；對于連續(xù)激光器，通常是熱積累導(dǎo)致的損傷；而對于脈沖激光器，則存在多重的損傷機(jī)制，而且不同脈寬的激光器，占主導(dǎo)的損傷機(jī)制并不相同。

圖1、不同脈寬激光器占主導(dǎo)地位的損傷機(jī)制

目前國標(biāo)的方法是采用微分干涉顯微鏡的方式進(jìn)行測量，測量周期長，而且主要靠圖像對比度來分辨，沒辦法定量，主觀性較強(qiáng)；我們推出的采用波前傳感器的方式來實(shí)時測量材料的表面反射前或者透射波前，從而實(shí)時直觀的了解激光工作過程引起的材料折射率的變化，可以更準(zhǔn)確的預(yù)警光學(xué)器件的損失累計(jì)。

圖2、反射式損傷閾值測試在線測試裝置圖

圖3、三種不同技術(shù)結(jié)果對比

圖4、透射式激光損傷閾值測試

圖5、三種不同技術(shù)結(jié)果對比

激光損傷閾值測試系統(tǒng)從以上實(shí)驗(yàn)可以看到，采用波前技術(shù)方法，可以更快更準(zhǔn)確的預(yù)警激光的損傷閾值，特別是對激光波長有強(qiáng)烈吸收材料，通常內(nèi)部材料已經(jīng)損傷了，表面仍然看不出來，但是通過透射波前就可以直觀預(yù)警，給出準(zhǔn)確的使用條件。