金刚石衬底的V2O5薄膜激光损伤阈值研究

作者：张盛; 张圣斌; 刘巍; 庞婧; 卢文壮^*

来源：表面技术, 2019, 48(05): 147-152.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.05.022

• 激光致盲
• V2O5薄膜
• 膜厚
• 损伤阈值
• 金刚石衬底

目的探究V2O5薄膜厚度对其抗激光损伤性能的影响。方法通过射频反应磁控溅射法在光学级单晶金刚石衬底表面制备了不同膜厚的V2O5薄膜。采用脉宽为10 ns、波长为1064 nm的脉冲激光器对薄膜样品进行光学响应曲线测试,测得薄膜相变前后透过率变化情况及相变开关时间,以判断薄膜是否发生损伤,并根据损伤几率得到激光损伤阈值。结果实验制备的薄膜为组分单一的多晶V2O5,在(001)面具有明显择优取向。同一膜厚下(350 nm),随着激光能量密度的增加,薄膜的相变关闭时间由1.48 ms单调减小至0.64 ms,相变回复时间则由11.6 ms单调增加至20.4 ms,相变后的透过率由19%单调减小至8%,回复后的透过率由77%单调减小至51%。薄膜膜厚在150～550 nm的范围内,其激光损伤阈值随着膜厚的增加呈现出先增后减的趋势;当膜厚等于250 nm时,激光损伤阈值达到最大值,为260 mJ/cm2;膜厚为550 nm时,激光损伤阈值最小,仅为209 mJ/cm2。结论 V2O5薄膜厚度对其抗激光损伤性能具有较大的影响,合理地控制膜厚,能够有效提高激光损伤阈值,从而提高基于金刚石衬底的V2O5薄膜的抗激光损伤能力。

• 单位
  南京航空航天大学; 青岛大学