ISSN 0021-3454 (печатная версия)
ISSN 2500-0381 (онлайн версия)
Меню

7
Содержание
том 63 / Июль, 2020
СТАТЬЯ

DOI 10.17586/0021-3454-2019-62-2-142-149

УДК 535.212

ЛУЧЕВАЯ ПРОЧНОСТЬ НАНЕСЕННЫХ НА ПОГЛОЩАЮЩУЮ ПОДЛОЖКУ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ОТРАЖАЮЩИХ ПОКРЫТИЙ

Храмов В. Ю.
Университет ИТМО; профессор


Гагарский С. В.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; ведущий инженер


Сергеев А. Н.
Университет ИТМО, Санкт-Петербург, 197101, Российская Федерация; ассистент


Ахмадуллин Р. М.
Университет ИТМО, кафедра лазерных технологий и систем;


Читать статью полностью 

Аннотация. Выявлены особенности покрытий HfO2/SiO2 и Ta2O5/SiO2, нанесенных на поглощающую подложку из монокристаллического карбида кремния (SiC), вызывающие снижение их лучевой прочности. Экспериментально показано, что вследствие поперечных микросмещений пучка в процессе измерений лучевая прочность образца снижается до 2—3 раз. С использованием уравнения тепло-проводности и метода конечных элементов в системе CAE (computeraided engineering) проведено моделирование воздействия лазерного излучения с поперечным смещением пучка, а также рассчитана динамика изменения температуры и наводимых термоиндуцированных напряжений внутри вышеупомянутых образцов.
Ключевые слова: лучевая прочность отражающих зеркал, диэлектрические покрытия, поглощающая подложка, порог лазерного индуцированного разрушения, монокристаллический карбид кремния, термоиндуцированные напряжения

Список литературы:
  1. Matson L. E. and Mollenhauer D. Advanced materials and processes for large, lightweight, space-based mirrors // 2003 IEEE Aerospace Conference Proc. (Cat. No.03TH8652). 2003. Vol. 4. P. 4_1681—4_1697.
  2. Larruquert J. I., Pérez-Marín A. P., García-Cortés S., Rodríguez-de Marcos L., Aznárez J. A., and Méndez J. A. Self-consistent optical constants of SiC thin films // J. Opt. Soc. Am. A. 2011. Vol. 28, N 11. P. 2340.
  3. Glebov L. B. Intrinsic laser-induced breakdown of silicate glasses // Laser-Induced Damage in Optical Materials. 2002. Vol. 4679. P. 321—331.
  4. Гагарский С. В., Ермолаев В. С., Сергеев А. Н., Пузык М. В. Исследование лучевой прочности диэлектрических покрытий, нанесенных на оптическую поверхность // Изв. вузов. Приборостроение. 2012. Т. 55, № 7. С. 80—85.
  5. Гагарский C. В., Приходько К. В. Мощный наносекундный эрбиевый лазер с диодной накачкой // Тез. докл. XXXVI науч.-техн. конф. профессорско-преподавательского состава СПбГИТМО(ТУ), 2007.
  6. Тогатов В. В., Гагарский С. B., Гнатюк П. А., Черевко Ю. И. Импульсный блок питания лазерных диодных модулей для накачки твердотельных лазеров // Приборы и техника эксперимента. 2007. Т. 2. С. 158—159.
  7. Liu J., Lu J., Ni X., Dai G., and Zhang L. Thermal stress cleaving of silicon wafer by pulsed Nd:YAG laser // Chinese Opt. Lett. 2010. Vol. 8, N 8. P. 1000—1003.
  8. Карташов Э. М., Ремизова О. И. Модельные представления термического удара при импульсных и пульсирующих тепловых нагрузках на основе обобщенного уравнения энергии // Матем. моделирование. 2005. Т. 17, № 4. С. 81—95.
  9. Wood D. L., Nassau K., Kometani T. Y., and Nash D. L. Optical properties of cubic hafnia stabilized with yttria // Appl. Opt. 1990. Vol. 29, N 4. P. 604.
  10. Natoli J.-Y., Gallais L., Akhouayri H., and Amra C. Laser-induced damage of materials in bulk, thin-film, and liquid forms // Appl. Opt. 2002. Vol. 41, N 16. P. 3156.
  11. Hinz M., Marti O., Gotsmann B., Lantz M. A., and Dürig U. High resolution vacuum scanning thermal microscopy of HfO2 and SiO2 // Appl. Phys. Lett. 2008. Vol. 92. P. 043122-1—043122-3.
  12. Crooks D. R. M. et al. Experimental measurements of mechanical dissipation associated with dielectric coatings formed using SiO2, Ta2O5 and Al2O3 // Class. Quantum Grav. 2006. Vol. 23. P. 4953—4965.
  13. Dole S. L., Hunter O., and Wooge C. J. Elastic Properties of Monoclinic Hafnium Oxide at Room Temperature // J. Am. Ceram. Soc. 1977. Vol. 60, N 11—12. P. 488—490.
  14. Papernov S., Schmid A. W., Oliver J. B., and Rigatti A. L. Damage thresholds and morphology of the front- and back-irradiated SiO2 thin films containing gold nanoparticles as artificial absorbing defects // Proc. SPIE. 2007. Vol. 6720. P. 67200G.
  15. Curtis C. E., Doney L. M., and Johnson J. R. Some Properties of Hafnium Oxide, Hafnium Silicate, Calcium Hafnate, and Hafnium Carbide // J. Am. Ceram. Soc. 1954. Vol. 37, N 10. P. 458—465.
  16. Gao L., Lemarchand F., and Lequime M. Refractive index determination of SiO2 layer in the UV/Vis/NIR range: spectrophotometric reverse engineering on single and bi-layer designs // J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2013. Vol. 8, Jan. P. 13 010.
  17. Gao L., Lemarchand F., and Lequime M. Exploitation of multiple incidences spectrometric measurements for thin film reverse engineering // Opt. Express. 2012. Vol. 20, N 14. P. 15734.
  18. Glebov L. Volume Holographic Elements for Spectroscopy and Laser Applications. CREOL the College of Optics and Photonics University of Central Florida, Orlando, FL, 10 March 2016. .
  19. Venus G. B., Sevian A., Smirnov V., and Glebov L. B. High-brightness narrow-line laser diode source with volume Bragg-grating feedback // Proc. SPIE. 2005. Vol. 5711. P. 166—176.