光学薄膜在激光系统中的应用及性能要求摘要：光学薄膜是激光系统中非常重要而又最容易损伤的薄弱环节。因此研究光学薄膜的激光破坏机制，如何提高激光损伤阈值，具有重要的实际意义。本文首先分析了激光与薄膜材料的相互作用，并从微观和宏观方面较为全面的阐述了光学薄膜激光损伤机理，结合文献给出的实验数据，系统地从激光和薄膜自身两个方面介绍了影响薄膜激光损伤阈值的因素，并为如何提高光学薄膜激光损伤阈值提出了建议。关键字：激光损伤；光学薄膜；损伤阈值ApplicationandperformancerequirementsofopticalcoatinginlasersystemAbstract：opticalcoatingisaveryimportantandeasilydamagedweaklinkinlasersystem.Ithasimportantpracticalsignificancethathowtoimprovethelaserdamagethresholdandthestudyoflaserdamagemechanismofopticalfilms.Atfirst,thispaperanalyzestheinteractionoflaserandfilmmaterials,itiscomprehensivelydescribedfromthemicroandmacroaspectsaboutthelaserdamagemechanismofopticalfilms,combinedwiththeexperimentaldatagivenintheliterature,thepaperintroducesthefactorsaffectingthefilmlaserdamagethreshold,andputsforwardsomesuggestionsonhowtoimprovethelaserinduceddamagethresholdofopticalthinfilmssystematicallyfromlaserandthefilmitself.Keywords:Laserdamage;opticalcoating;damagethreshold1.引言光学薄膜是激光发展过程中极重要的一环，业内通常用“灯、棒、膜”来形象地概括激光器的抽运能源、工作物质及谐振腔三大基本构件[1]，其中的抽运能源和工作物质随着激光器的不同而千变万化。对于激光器的种类，或者激光技术的发展及变化，光学薄膜都是关键元件。随着激光技术的发展，光学薄膜的性能、种类、结构也呈现出百花齐放的局面，尤其是激光核聚变高功率激光系统，对光学薄膜的光学性能严格要求，而且要求其在全口径范围内具有超强的抗激光损伤阈值。光学薄膜的损伤阈值是限制激光器输出强度并危及激光系统安全运行的重要因素[2]。光学薄膜在激光系统激光测距望远镜的成像和测距过程中的应用，重点分析光学薄膜的膜层的光学特性和物理特性，近年来随着激光技术发展出现了一些新型薄膜元件，譬如超短脉冲激光所需的啁啾薄膜、脉冲压缩用的光栅薄膜、光强空间分布调整用的高斯反射膜、全固化光技术用的多波长薄膜等。对激光系统来说，无论哪种薄膜都有共同的要求：高激光损伤阈值和理想的光学性能。2.光学薄膜在激光系统中的应用光学薄膜在激光系统，我们以激光测距望远镜为例，光学薄膜在激光测距望眼镜的成像和测距过程中起着关键的作用，膜层的光学特性和物理特性都直接影响望远镜的成像性能及测距精度。激光测距望远镜的各种膜系的理论设计虽然重要，但工艺制作也很重要，要把工艺制作和实际相结合，综合考虑膜料特性、蒸镀方法、制备参数等因素，力求得到光学性能稳定、膜层牢固、抗腐蚀及抗激光性能良好的优质薄膜[3]。激光测距望远镜光学系统示意激光测距望远镜的光学系统接收光线示意图[4]如图1.1所示。激光由激光器发出，经物体反射后返回，经物镜进入系统，由棱镜分光，进入光电接收器进行处理后显示距离。同时，根据望远镜原理，物体成像可由目镜进行观察。由图可知，光学薄膜对观察物体和测距都起着非常重要的作用。图1.1激光测距望远镜的光学系统接收光线示意图在激光测距望远镜中，红外点增透膜的作用是增强红外激光的透过率，减少激光能量的损失，从而使光电接收器的计数更为准确。它镀在棱镜靠近光电接收器的一面。可见光宽带增透膜是目视观察仪器中必备的一种膜层，它的主要作用是降低光学零件的表面剩余反射光，从而增强光的透过率，以达到清晰的观察效果的目的。在激光测距望远镜中，宽带增透膜镀在观察目镜上。干涉截止滤光膜[5]的主要作用是既让可见光反射，又让激光透射，使一起进入光学系统的可见光和激光分离，便于人眼直接观察到可见光，激光进入光电接收系统进行计数以计算距离值。干涉截止滤光膜是实现观察物体和测距的关键，也是激光测距望远镜制造难度最大的部分。如图1所示，可见光和红外光...
