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Investigation of high power laser coatings 被引量:1
1
作者 SHAO Jian-da FAN Zheng-xiu 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期471-479,共9页
High laser-induced damage threshold and large aperture were focuses on the studies of high power laser coatings. This paper reports the research activities at our center. Several measures were developed for evaluating... High laser-induced damage threshold and large aperture were focuses on the studies of high power laser coatings. This paper reports the research activities at our center. Several measures were developed for evaluating characters of laser damage, including determination of laser induced damage threshold and detection of absorption based on surface thermal lensing technique. Defect was deemed to be the initial source of laser damage, and was the main factor restricting the laser damage resistance of optical coatings. The contribution of several kinds of typical defects to laser damage was analyzed, and some deposition measures were adopted to control and eliminate the origin of defect. Furthermore, some post-treatment methods were also employed to alleviate the influence of the defect and to improve the laser damage resistance. Correction mask was introduced to improve the thickness uniformity, and the thickness uniformity can be amended to less than 1% in the range of Φ650 mm. Preliminary investigation related to surface deformation was also conducted. 展开更多
关键词 激光涂覆技术 LIDT 吸收能力 激光器
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激光预处理技术及其应用 被引量:15
2
作者 赵元安 胡国行 +4 位作者 刘晓凤 李大伟 朱美萍 易葵 邵建达 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第12期2938-2947,共10页
回顾了国内在激光预处理技术研究方面取得的进展。综述了基于激光预处理技术提升基频介质膜、磷酸二氢钾/高掺氘磷酸二氢钾(KDP/DKDP)晶体等光学元件抗激光损伤性能的机理、效果和关键技术。针对高功率激光驱动器中关键光学元件激光负... 回顾了国内在激光预处理技术研究方面取得的进展。综述了基于激光预处理技术提升基频介质膜、磷酸二氢钾/高掺氘磷酸二氢钾(KDP/DKDP)晶体等光学元件抗激光损伤性能的机理、效果和关键技术。针对高功率激光驱动器中关键光学元件激光负载能力的提高,建立了大口径光学元件激光预处理平台,实现了基频介质膜元件的激光预处理工程化作业。比较了纳秒和亚纳秒脉冲宽度激光对DKDP晶体损伤性能的影响。基于亚纳秒激光预处理后,纳秒激光辐照至14.4J/cm2(5ns)尚未出现"本征"损伤的实验结果,提出了用于DKDP晶体的亚纳秒激光预处理方案,并指出亚纳秒激光预处理技术将成为高功率激光三倍频晶体抗激光损伤性能达标的关键技术。 展开更多
关键词 激光预处理 激光与物质相互作用 高功率激光 激光损伤阈值 介质膜 磷酸二氢钾(KDP)晶体 高掺氘磷酸二氢钾(DKDP)晶体
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高反射膜抗激光损伤的研究进展 被引量:4
3
作者 胡江川 王万录 +3 位作者 冯庆 刘高斌 吴子华 葛芳芳 《材料导报》 EI CAS CSCD 2003年第F09期238-241,共4页
介绍了高反射膜的研究现状和意义,重点综述了高反射膜的制备方法,损伤阈值测定,抗激光损伤性能的研究,以及研究热点,最后对其前景进行了展望。
关键词 高反射膜 抗激光损伤性能 制备方法 损伤阈值 光学薄膜 激光器
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532nm HfO_2/SiO_2高反膜的激光预处理效应 被引量:9
4
作者 刘杰 张伟丽 朱美萍 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期254-259,共6页
采用单台阶能量光栅扫描以及R-on-1测试两种不同预处理方式研究了激光预处理技术对532nm HfO2/SiO2高反膜的阈值提升效果。用Nd:YAG二倍频激光对电子束蒸发制备的532nm HfO2/SiO2高反膜进行1-on-1损伤阈值测试,然后分别进行单台阶能量... 采用单台阶能量光栅扫描以及R-on-1测试两种不同预处理方式研究了激光预处理技术对532nm HfO2/SiO2高反膜的阈值提升效果。用Nd:YAG二倍频激光对电子束蒸发制备的532nm HfO2/SiO2高反膜进行1-on-1损伤阈值测试,然后分别进行单台阶能量光栅扫描以及R-on-1测试。通过对损伤概率以及损伤形貌的分析,发现激光预处理能够去除薄膜内低阈值缺陷,达到提高损伤阈值的目的,损伤阈值分别提高38%和30%。 展开更多
关键词 电子束蒸发 532nm高反膜 激光预处理 损伤阈值 缺陷
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激光器谐振腔全介质高反膜的研究进展 被引量:8
5
作者 熊锋 乔学亮 +1 位作者 陈建国 孙龙 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2002年第1期1-4,共4页
介绍了近年来全介质高反膜 (highlyreflectivecoating)的研究现状 ,重点综述了设计原理、制备技术、性能检测以及抗激光损伤阈值方面的研究热点和重要成果 。
关键词 全介质高反膜 谐振腔 激光器
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自组装法制备的亚波长纳米多孔二氧化硅薄膜 被引量:7
6
作者 叶鑫 倪锐芳 +2 位作者 黄进 蒋晓东 郑万国 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期1233-1239,共7页
通过自组装技术在玻璃基底上制备了二氧化硅薄膜的亚波长多孔结构,这种类似于多晶的胶体晶体结构其特征尺寸约为90nm,通过不同的提拉速度可以实现可见到红外不同波段的增透。系统研究了胶体乳液浓度、基片提拉速度对亚波长多孔薄膜透射... 通过自组装技术在玻璃基底上制备了二氧化硅薄膜的亚波长多孔结构,这种类似于多晶的胶体晶体结构其特征尺寸约为90nm,通过不同的提拉速度可以实现可见到红外不同波段的增透。系统研究了胶体乳液浓度、基片提拉速度对亚波长多孔薄膜透射谱的影响,探索了在不同波段实现高效率增透的最佳制备条件。通过等效介质理论(EMT)分析了这种亚波长多孔薄膜的光学特性,结果表明控制亚波长多孔结构的占空比可以改变等效膜层的折射率实现高效率增透。通过扫描电镜(SEM)表征了多孔膜的表面形貌,并通过图像处理的方式得到二氧化硅纳米粒子的占空比因子。实验结果表明:在一定范围内,提拉速度不同,对应的等效膜层的折射率会不同,膜层的透射率也不同。组装这种亚波长多孔纳米微结构最高增透率达到99.8%,且具有一定的宽带增透效果,通过控制膜层的厚度可以实现从可见光到红外波段的有效调谐,其在1 064nm处的损伤阈值为21.74J/cm2。 展开更多
关键词 二氧化硅薄膜 增透膜 等效介质理论 亚波长多孔结构 损伤阈值 自组装法
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单发大口径光束下介质膜损伤阈值测试 被引量:2
7
作者 刘志超 郑轶 +6 位作者 吴倩 潘峰 罗晋 张清华 王健 马平 许乔 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期114-119,共6页
针对传统的激光诱导损伤阈值测试中存在的耗时问题,提出了一种利用单发次、大口径光束的介质膜损伤阈值的快速测定方法。该方法以图像处理为基础,通过坐标变换和栅格压缩,建立了样品辐照区域内损伤分布与光斑强度分布之间的精确对应关... 针对传统的激光诱导损伤阈值测试中存在的耗时问题,提出了一种利用单发次、大口径光束的介质膜损伤阈值的快速测定方法。该方法以图像处理为基础,通过坐标变换和栅格压缩,建立了样品辐照区域内损伤分布与光斑强度分布之间的精确对应关系。基于对大口径光斑辐照区域内损伤信息的快速提取和统计方法,通过单次激光辐照,获取了待测区域的损伤阈值。根据此方法搭建了单发大口径光束损伤阈值测试平台,并对HfO2/SiO2高反射膜损伤阈值进行了单发次测定的验证。 展开更多
关键词 激光损伤阈值 介质膜 图像特征提取 大光束
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HfO_2/SiO_2多层高反膜脉冲YAG激光预处理机理的研究 被引量:2
8
作者 周业为 谢建 +1 位作者 李育德 曾传相 《激光杂志》 CAS CSCD 北大核心 2000年第2期13-13,16,共2页
本文研究了HfO2 /SiO2 多层高反膜脉冲YAG激光预处理提高抗激光损伤阈值的机理。通过分析和计算 ,我们提出了一种物理模型 ,即热扩散模型。由于扩散结果 ,导致HfO2 膜层的折射率增加 ,致使HfO2 、SiO2 膜层交界处光驻波波峰降低 。
关键词 HFO2/SIO2 多层高反膜 激光预处理 YAG激光
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不同工艺制备的高反射薄膜在真空与大气环境下的激光损伤特性 被引量:1
9
作者 马平 陈松林 +2 位作者 胡建平 王震 邵建达 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第12期1829-1832,共4页
建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了HfO2/SiO2高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量,对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损... 建立了光学元件在真空环境下的激光损伤测量系统,采用电子束蒸发和离子辅助技术制备了HfO2/SiO2高反射薄膜。对不同工艺制备的薄膜在真空与大气环境下的1 064 nm波长的激光损伤阈值进行了测量,对薄膜的损伤形貌进行了观测。对薄膜的损伤特性研究分析结果表明:薄膜在真空环境中的损伤阈值相对大气环境中有明显下降,其1∶1测试和R∶1测试损伤阈值下降约30%;两种环境中的薄膜损伤特性也不同,真空环境中损伤阈值的下降可能与热传导的不同有关。 展开更多
关键词 薄膜光学 激光损伤 大气环境 真空环境 高反射薄膜
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HfO2高激光损伤阈值薄膜的制备及特性研究 被引量:1
10
作者 沈军 罗爱云 +3 位作者 王生钊 欧阳玲 谢志勇 朱玉梅 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第E01期176-179,共4页
采用水热合成技术,制备了HfO2胶体,用旋涂法镀制了单层HfO2介质膜。采用XRD,椭偏仪,红外光谱(FTIR)等方法对薄膜进行了测试和表征,用输出波长为1064nm,脉宽为10ns的电光调Q激光系统产生的强激光测试其激光损伤阈值。研究了热处... 采用水热合成技术,制备了HfO2胶体,用旋涂法镀制了单层HfO2介质膜。采用XRD,椭偏仪,红外光谱(FTIR)等方法对薄膜进行了测试和表征,用输出波长为1064nm,脉宽为10ns的电光调Q激光系统产生的强激光测试其激光损伤阈值。研究了热处理温度对薄膜厚度、折射率、红外光谱、晶态以及激光损伤阈值的影响,并对薄膜的激光损伤形貌进行了分析。研究结果表明:HfO2薄膜的折射率可达到1.655;采用150℃左右的温度对薄膜进行热处理可以提高薄膜的激光损伤闽值,此时薄膜的激光损伤阈值高达42.32J/cm^2(1064nm,10ns),大大高于物理法制备的HfO2薄膜的激光损伤阂值(8.6J/cm^2,1064nm。12ns)。 展开更多
关键词 HFO2薄膜 旋涂工艺 热处理 高折射率 激光损伤阈值
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1064nm高反射薄膜激光损伤阈值测量方法 被引量:11
11
作者 周刚 马彬 +5 位作者 焦宏飞 丁涛 张锦龙 沈正祥 程鑫彬 王占山 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第4期963-968,共6页
参照国际上对激光损伤阈值不同测量技术建立起来的相应检测规范和标准,分别采用1-on-1,S-on-1,R-on-1和光栅扫描共4种测量方式,在1 064 nm波长下对HfO2/SiO2周期性高反射薄膜进行了激光损伤阈值的测量研究。根据测量结果,比较并分析了这... 参照国际上对激光损伤阈值不同测量技术建立起来的相应检测规范和标准,分别采用1-on-1,S-on-1,R-on-1和光栅扫描共4种测量方式,在1 064 nm波长下对HfO2/SiO2周期性高反射薄膜进行了激光损伤阈值的测量研究。根据测量结果,比较并分析了这4种测量方式之间的差异,重点研究了R-on-1和光栅扫描测量方式中存在的激光预处理效应对薄膜损伤阈值的影响,以及辐照激光光斑尺寸与损伤阈值之间的联系,并讨论了光栅扫描方式中预处理效应与扫描间距和扫描能量密度梯度的关系。研究表明:R-on-1方式下测得的损伤阈值最高,光栅扫描和1-on-1次之,S-on-1最小;1 000个脉冲激光辐照下的累积效应不显著,并且在激光光斑尺寸的差异较小时,阈值与光斑尺寸的对应关系并不明显;光斑尺寸相同时,扫描光斑的间距越小,激光预处理效果越好。 展开更多
关键词 高反射薄膜 激光损伤阈值 激光预处理 光斑尺寸 光栅扫描
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基频HfO_2/SiO_2高反射薄膜激光损伤生长特性 被引量:2
12
作者 张艳云 马彬 +2 位作者 马宏平 焦宏飞 程鑫彬 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第9期2275-2280,共6页
以1064nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明:分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分... 以1064nm波长作用下的HfO2/SiO2高反射薄膜为研究对象,研究了高反射薄膜在损伤生长过程中分层剥落初始损伤结构的变化规律、损伤形貌特征和损伤生长阈值等特性。实验结果表明:分层剥落初始损伤结构的横向尺寸随激光能量密度的增加呈分段线性增长,破斑沿纵向拓展的损伤生长阈值是沿横向拓展的损伤生长阈值的2倍以上,初始损伤结构横向尺寸的生长率与能量密度呈指数关系,且生长阈值随着辐照次数的增加显著降低。 展开更多
关键词 HFO2 SiO2高反射薄膜 分层剥落 损伤生长 激光损伤阈值 横向尺寸
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紫外激光双波段高反射镜的研制 被引量:2
13
作者 陈恒 熊仕富 +1 位作者 韩建 孙鸿伟 《光电技术应用》 2014年第3期1-4,16,共5页
通过非线性光学频率变换的方式,1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料,采用电子束离子辅助沉积工艺,经过参数优化和反复试验,在... 通过非线性光学频率变换的方式,1 064 nm YAG激光可获得355 nm、266 nm波长的激光。在此系统中工作的反射镜必须同时满足两个波段的高反射。根据薄膜设计理论选择合适的镀膜材料,采用电子束离子辅助沉积工艺,经过参数优化和反复试验,在石英基片上制备了355 nm反射率为97.9%,266 nm反射率为96.8%的双波段反射镜,且在紫外波段355 nm的激光损伤阈值为1.76J/cm2,266 nm为1.12 J/cm2。测试结果表明,此反射镜的各项性能满足使用要求。 展开更多
关键词 紫外高反射镜 激光损伤阈值(LIDT) 离子辅助沉积(IAD) 薄膜
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高激光损伤阈值266nm紫外增透膜研究 被引量:1
14
作者 朱元强 《真空》 CAS 2012年第4期75-77,共3页
为了研制高激光性能紫外增透膜,分别使用HfO2/SiO2和Al2O3/MgF2两种高低折射率材料组合,采用物理气相沉积技术,设计制备了266 nm增透膜;分析测试了不同材料所组成的增透膜的剩余反射率、粗糙度、光学损耗、界面电场强度和激光诱导损伤... 为了研制高激光性能紫外增透膜,分别使用HfO2/SiO2和Al2O3/MgF2两种高低折射率材料组合,采用物理气相沉积技术,设计制备了266 nm增透膜;分析测试了不同材料所组成的增透膜的剩余反射率、粗糙度、光学损耗、界面电场强度和激光诱导损伤阈值等特性。研究结果表明,两组不同膜料制备的266 nm增透膜都能达到剩余反射率<0.2%的要求,且激光诱导损伤阈值都大于5 J/cm(2266 nm,7 ns)。 展开更多
关键词 薄膜 紫外增透膜 物理气相沉积 激光诱导损伤阈值
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ICF激光驱动装置用大尺寸激光薄膜元件
15
作者 朱美萍 孙建 +2 位作者 李静平 易葵 邵建达 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期155-172,共18页
大尺寸高功率激光薄膜元件是我国神光系列等大型激光装置中的关键元件,常采用电子束蒸发技术,在高质量光学玻璃基底表面,通过交替沉积两种或多种材料制备而成。典型的高功率激光薄膜元件需具有特定的光谱性能以满足激光系统的光束传输需... 大尺寸高功率激光薄膜元件是我国神光系列等大型激光装置中的关键元件,常采用电子束蒸发技术,在高质量光学玻璃基底表面,通过交替沉积两种或多种材料制备而成。典型的高功率激光薄膜元件需具有特定的光谱性能以满足激光系统的光束传输需求,优良的力学性能以最小化波前畸变,高的激光损伤阈值以保障高功率激光装置的安全稳定运行。基于大尺寸高功率激光薄膜元件的关键性能,在调研国内外相关研究工作的基础上,重点介绍了近年来本实验室在大尺寸高功率激光薄膜的高精度膜层厚度和膜层应力控制、激光诱导薄膜损伤机理和激光薄膜损伤阈值提升技术等方面的主要研究进展,最后对该方向的研究进行了简要的总结与展望。 展开更多
关键词 激光薄膜 高功率激光 光谱性能 膜层应力 激光损伤阈值
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惯性约束聚变激光驱动装置用大尺寸偏振薄膜研究综述 被引量:5
16
作者 邵建达 朱美萍 +3 位作者 李静平 孙建 赵元安 易葵 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第10期1-6,共6页
从光谱性能、激光损伤阈值和膜层应力等方面综述了激光偏振薄膜的研究进展。简述了中国科学院上海光学精密机械研究所针对我国惯性约束聚变激光驱动装置对大尺寸偏振薄膜的要求,在镀膜材料选择、膜系设计、薄膜制备等方面的研究进展。... 从光谱性能、激光损伤阈值和膜层应力等方面综述了激光偏振薄膜的研究进展。简述了中国科学院上海光学精密机械研究所针对我国惯性约束聚变激光驱动装置对大尺寸偏振薄膜的要求,在镀膜材料选择、膜系设计、薄膜制备等方面的研究进展。所研制的大尺寸偏振薄膜已成功应用于我国神光系列高功率激光、超强超短激光等大型激光装置。 展开更多
关键词 薄膜 偏振薄膜 高功率激光 光谱性能 激光损伤阈值 膜层应力
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氧化钪/氧化硅反射薄膜的355nm激光损伤特性 被引量:5
17
作者 马平 陈松林 +4 位作者 潘峰 王震 罗晋 吴倩 邵建达 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第6期1729-1733,共5页
采用电子束蒸发法制备了Sc4O3单层薄膜和Sc2O3/SiO2多层反射膜。利用原子力显微镜、X射线衍射仪等方法对薄膜的表面和结构进行了研究。采用355 nm激光研究了Sc2O3/SiO2多层薄膜的损伤特性和预处理效应,并对Sc2O3的损伤原因进行了分析。... 采用电子束蒸发法制备了Sc4O3单层薄膜和Sc2O3/SiO2多层反射膜。利用原子力显微镜、X射线衍射仪等方法对薄膜的表面和结构进行了研究。采用355 nm激光研究了Sc2O3/SiO2多层薄膜的损伤特性和预处理效应,并对Sc2O3的损伤原因进行了分析。实验发现,Sc2O3具有较宽的带隙,薄膜结构为立方相,影响Sc2O3/SiO2多层反射膜抗损伤能力的主要因素是材料的纯度。 展开更多
关键词 薄膜光学 激光损伤 氧化钪 高反射薄膜
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飞秒激光对高反膜的破坏及其超快动力学过程 被引量:5
18
作者 李成斌 贾天卿 +5 位作者 孙海轶 李晓溪 徐世珍 冯东海 王晓峰 徐至展 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期458-462,共5页
研究了800nm飞秒激光照射下45°高反膜ZrO2-Si O2的破坏及其超快动力学过程。利用原子力显微镜和扫描电镜观察了材料的烧蚀形貌,测量了破坏阈值与脉冲宽度、烧蚀深度与脉冲能量的依赖关系。随着脉冲宽度从50fs增加到900fs,其烧蚀阈... 研究了800nm飞秒激光照射下45°高反膜ZrO2-Si O2的破坏及其超快动力学过程。利用原子力显微镜和扫描电镜观察了材料的烧蚀形貌,测量了破坏阈值与脉冲宽度、烧蚀深度与脉冲能量的依赖关系。随着脉冲宽度从50fs增加到900fs,其烧蚀阈值从0.35J/cm2增加到1.78J/cm2。烧蚀深度与激光能流密度近似成对数关系。当激光强度略高于烧蚀阈值时,材料很快被烧蚀到几百纳米,烧蚀深度表现出明显的层状特性。同时,利用建立的抽运探针实验系统,测量了高强度抽运脉冲作用下材料对探针光的反射率随延迟时间的变化,揭示了薄膜烧蚀的超快动力学过程。实验结果表明高反膜表层的材料对烧蚀特性有重要影响。 展开更多
关键词 薄膜光学 45°高反膜 超快动力学 飞秒激光 烧蚀阈值 烧蚀深度
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反射型组合器件的空间滤波分析 被引量:2
19
作者 章瑛 王胭脂 +3 位作者 齐红基 易葵 隋展 邵建达 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第6期221-225,共5页
相比透射型组合滤波器件,提出了只需要由一种反射元件构成的反射型组合滤波器件的光路。在保证角谱选择性的前提下,降低了设计和制备的难度。另外,通过膜系设计和电场强度比较,发现此反射型组合器件具有比透射型组合器件更高的抗激光损... 相比透射型组合滤波器件,提出了只需要由一种反射元件构成的反射型组合滤波器件的光路。在保证角谱选择性的前提下,降低了设计和制备的难度。另外,通过膜系设计和电场强度比较,发现此反射型组合器件具有比透射型组合器件更高的抗激光损伤阈值(LIDT)。因此,为反射型介质膜组合滤波器件的制备和应用奠下了基础,具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 光学器件 反射组合器件 介质膜 激光损伤阈值
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