激光量熱法測量K9基片的表面吸收和體吸收

劉 浩, 潘 峰，陳松林, 王 震，馬 平，歐陽升, 衛(wèi)耀偉

(成都精密光學工程研究中心，四川 成都 610041)

引言

光學吸收是衡量光學元件質量的重要指標。吸收的存在不僅會影響其光譜性能，更會造成元件的熱沉積。特別在高功率激光作用下，光學吸收是導致激光損傷的關鍵因素之一[1-2]，是制約高功率激光器輸出的重要因素，因而有必要對光學元件的吸收進行精確測量，從而達到減少吸收損耗和制備高質量的光學元件的目的。

K9基片是最常用的光學元件之一，具有從350 nm到近紅外的較寬透光范圍和優(yōu)良的物理化學穩(wěn)定性，在拋光制作中不易產生劃痕，幾乎不產生氣泡，在光學系統(tǒng)中具有極廣泛的應用。文獻[3]對K9基片上的Al2O3薄膜進行了損傷測試，發(fā)現損傷形貌主要與高溫脫落有關，文獻[4-8]對K9基片的激光體損傷、亞表面損傷、后表面損傷作了廣泛研究，文獻[9]對K9基片在連續(xù)激光作用下的熱分布進行了模擬，但對K9基片的弱吸收研究尚未見報道。

K9基片的吸收由2部分組成：體吸收和表面吸收[10-11]。體吸收與材料的能帶、雜質及缺陷有關，而表面吸收更多與拋光工藝和表面清潔有關。現代K9材料的吸收已經減小到10-3/cm量級，為確定吸收來源和進一步降低吸收，需要分離材料的體吸收和表面吸收，從而有針對性地改進加工技術。

目前測量光學元件弱吸收的方法主要有光熱法和激光量熱法[12-15]。其中，激光量熱法是目前測量弱吸收的國際標準方法(ISO 11551)，其優(yōu)點是能直接測量吸收絕對值(不需要定標)，且裝置簡單、操作方便、工作狀態(tài)穩(wěn)定。……