近日，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室發(fā)表了最新的研究成果，通過構(gòu)建納秒強(qiáng)激光誘導(dǎo)光致發(fā)光譜在線探測裝置，對KDP類晶體在強(qiáng)激光作用下瞬態(tài)缺陷形成過程進(jìn)行了分析和研究，相關(guān)研究成果在線發(fā)表于《光學(xué)與激光技術(shù)》(Optics & Laser Technology)。
KDP類晶體是目前重要的非線性光學(xué)材料，廣泛用于大功率激光系統(tǒng)中的頻率轉(zhuǎn)換和光電開關(guān)。當(dāng)前，在大功率激光輻照KDP類晶體過程中會出現(xiàn)一些不可見瞬態(tài)缺陷，這類缺陷會成為晶體發(fā)生激光損傷的誘導(dǎo)因素，因此探究晶體在強(qiáng)激光輻照過程中瞬態(tài)缺陷的形成機(jī)理對于提升元件抗激光損傷能力至關(guān)重要。
該研究團(tuán)隊(duì)提出并構(gòu)建了在線光譜探測裝置，具備探測納秒強(qiáng)激光誘導(dǎo)產(chǎn)生光致發(fā)光譜的能力，且探測角度和探測波長范圍大。實(shí)驗(yàn)中詳細(xì)比較了高功率納秒激光和低功率連續(xù)激光輻照下KDP類晶體的受激拉曼散射光譜，同時分析KDP類晶體損壞和未損壞部位的拉曼光譜特征。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明高功率激光與晶體材料相互作用增加了晶體中分子之間的振動，導(dǎo)致振動位移隨電場發(fā)生變化，因此在光譜467 nm處發(fā)現(xiàn)了新的發(fā)射峰，由此證明了瞬態(tài)缺陷是激光損壞的先兆，其能級約為2.66 eV。此外，具有較高激光損傷閾值的KDP類晶體其受激拉曼散射的強(qiáng)度更強(qiáng)，揭示了晶體抗激光損傷能力取決于內(nèi)部分子結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。
相關(guān)研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金和國家青年杰出人才特別支持計(jì)劃的支持。
圖1 強(qiáng)激光誘導(dǎo)光致發(fā)光譜的在線探測裝置圖
圖2 KDP(a),70%DKDP(b)晶體在強(qiáng)激光（O偏振態(tài)）輻照下的發(fā)射光譜；KDP(c),70%DKDP(d)晶體在強(qiáng)激光（E偏振態(tài)）輻照下的發(fā)射光譜
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