文献综述
一、文献综述与调研报告
1、激光器反射镜片的现状:
激光科学技术是在量子物理的基础上发展起来的一个新的技术领域。激光技术是一门综合性技术,在近十年体现的尤其明显,应用到的除了光学和光谱学的理论技术外,化学、气体动力学、核物理、高能物理、等离子物理等多个学科都应用到了激光技术上,从而制造出了一大批新型激光器[1]。其一般包括三个部分:激光工作物质、激励源、谐振腔。而激光反射镜片是激光器中非常重要的元件[2-3]。
影响激光反射镜的因素:激光器反射镜是高能连续激光系统中的主要光学元件,其质量的好坏, 直接影响着高能激光系统的性能[4]。过去, 人们只注意研究如何提高反射镜的反射率, 单纯依靠表面镀膜层的好 坏来衡量反射镜的好坏。随着高能连续激光技术的飞速发展,激光系统中的反射镜承受着越来越高的功率密度, 传统的材料和表面质量标准已不能完全适应于高能连续激光系统的需要[5-7]。在现在以及今后的高能连续激光系统中, 制约着反射镜性能的因素已不单是反射率, 它还包括制作反射镜材料的热性能、微观结构、缺 陷、晶向以及加工工艺等[8]。
激光反射镜的要求:反射镜在传输高能激光束时将吸收一定的能量, 这部分能量转化为热能, 由于反射镜材料的热膨胀、局部热应力以及反射镜固定时的机械应力等原因, 从而使镜面产生形变, 影响光束的传输质量, 严重的甚至使反射镜炸裂, 使系统不能有效地进行工作。鉴于此, 高能激光系统中使用的反射镜, 要求其工作时表面形变应在许可的范围以内。机械应力产生的形变可以通过反射镜固定方式优化处理, 从而将其控制在允许范围以内; 局部热应力产生的形变远远小于热膨胀的形变, 故可忽略不计[9-11]。
反射镜对高功率光器而言,是非常重要的光学元件。反射镜的性能。如:反射率高、低、形变的大小、传热的快慢、能否较长时间保持其光学特性等,是影响激光器光束质量、输出功率的重要因素。若反射率不够高,用作多次折叠光腔的反射元件时,折叠次数多,衰破就越大,增益达不到阚值,激光器不能出光;折叠次数少,模式达不到要求;作为普通光腔内外的反射元件时,也有光功率损耗大的问题[12-15]。
激光反射镜的粘贴问题:生产气体激光器时,除了全外腔式的激光器外,都要遇到反射镜片的粘贴问题。目前,在实验室小规模生产气体激光器时,普遍采用手工方法粘贴镜片。先将放电管的两端面仔细地磨成平行,并与放电管轴线严格垂直,然后再粘贴反射镜片。在研磨放电管端面时,须用平行平晶贴在管子端上,再用平行光管反复检验。这是激光管装配工艺中关键的一道工序。由于是手工操作,因此很费工时,即使端面已研磨好,并经指洁处理,但在粘贴反射镜片时,也还不能保证已经符合要求,往往还要在平行光管的监视下重新修正,才能粘贴[16-20]。
2、激光器与其反射镜片的应用与发展趋势:
激光器可以以不同的性质应用在不同的地方。如应用亮度的应用:测距仪、空间跟踪、材料加工,时间相干性的应用:多普勒跟踪、长程测量、激光陀螺仪、光学超外差,空间相干性的应用:军事保密通信、导航和高分辨测绘、多路通信[17]。
