新突破！借助激光技術制造抗紫外激光損傷的熔石英元件

　　近期，中國科學院上海光學精密機械研究所精密光學制造與檢測中心魏朝陽研究員團隊基于CO2激光的缺陷表征與去除過程，實現了高抗紫外激光損傷熔石英元件制造。相關研究成果發表于Light: Advanced Manufacturing。

　　紫外激光在熔石英元件上引發的損傷問題，成為限制高功率激光系統進展的主要瓶頸。當前采用的接觸式研磨工藝常常導致加工缺陷難以完全后處理消除，嚴重削弱了熔石英元件的使用性能和壽命。

　　研究團隊采用微秒脈沖CO2激光技術，結合低應力均勻燒蝕方法，創新性地提出了激光層析燒蝕技術，用于檢測和去除研磨階段的亞表面缺陷。隨后，利用激光保形清洗方法清除燒蝕表面的污染物，然后運用激光熔融拋光技術平滑燒蝕軌跡，成功實現了熔石英元件的CO2激光全鏈路柔性加工。與傳統工藝相比，采用CO2激光加工鏈路能夠有效減少加工缺陷的引入，從而制備出具有更高損傷閾值的熔石英元件。這一基于激光的缺陷檢測與修復方法為處理亞表面缺陷、制定抑制策略提供了創新工具，同時也為熔石英元件的低缺陷加工開辟了新的思路。

　　該項工作得到國家重點研發計劃項目、上海市揚帆計劃、國家自然科學青年基金、上海市自然科學基金、天文聯合基金和中國科學院青年創新促進會的支持。

圖1 （a）傳統工藝鏈路；（b）CO2激光加工鏈路；（c）三維全口徑亞表面缺陷表征方法    

圖2 傳統工藝制備樣品（conventional）與CO2激光加工鏈路制備樣品（laser-based）損傷性能對比：（a）1-on-1損傷概率（355nm，8.3ns）；（b）典型損傷形貌