基于相似測度算法的激光誘導薄膜損傷表面特征研究

楊利紅,謝 輝,蘇俊宏

(1.西安工業大學 光電工程學院, 陜西 西安 710032;2.西安應用光學研究所，陜西 西安710065)

引言

在光學薄膜激光誘導損傷過程中，光學薄膜的表面和內部結構變化呈現不同的效果。光學薄膜的激光損傷過程是非常復雜的，并且涉及許多因素，因此許多問題有待進一步研究[1]。目前激光損傷閾值通常用于描述光學薄膜抗激光損傷能力，在薄膜的激光損傷閾值測試實驗中，可以通過不同能量密度的激光輻照薄膜樣片確定是否發生損傷，以及損傷模式發生與否[2]。國際上有很多方法廣泛用于判別薄膜的損傷，如相襯顯微法、散射法、等離子體閃光法、光聲法和光熱法。這些方法都具有各自的局限性，不能充分地解決損傷判別的問題。在激光薄膜的損傷閾值測量方式上，相襯顯微鏡觀察法是由ISO11254國際標準所規定的也是最常用的檢測方法之一。早期的顯微鏡觀察法不適于實時損傷判斷，并且容易受人為因素的影響[3-5]。在損傷測試過程中，科學家發現薄膜損傷往往伴隨著等離子體閃光現象、彈性應力波而產生，通過這兩種現象的在線檢測達到判斷損傷的目的。早期憑借人眼觀察和人的聽覺，存在很多不確定因素，現在已經采用光譜儀及聲光探測器[6-8]等傳感器使得這兩種檢測方法更加準確、實時。從薄膜損傷產生時表面以及靠近表面的膜層微結構發生的改變，散射法、光熱偏轉法應運而生。在激光輻照前后，以薄膜表面粗糙度改變引起的散射光能量改變作為判斷薄膜損傷的標準，散射光能量判據往往根據薄膜種類以及測試條件而改變。……