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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 原子、分子&光学 » 【求助】关于激光PLD系统光学视窗被激光损坏的问题
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kevin123581

金虫 (正式写手)

[交流] 【求助】关于激光PLD系统光学视窗被激光损坏的问题

大家好，小弟刚开始做激光加工实验，主要方向是激光沉积PLD，但是实验的时候发现些问题：

主要是光学视窗损坏问题。 我用的355nm的固体皮秒激光源，靶材料用的石墨，Si等等材料，在PLD过程中发现， 激光从视窗入射chamber，时间一长，视窗上激光光斑处就出现一白斑，大小和激光光斑大小差不多，功率越高，白斑出现的越快。
一般在5min左右就会有白斑出现了。
清洗视窗白斑还在，虽然肉眼看不大出来，但是当激光照上去的时候很明显一个白点，  视窗用的是thorlabs的， UVFS laser window， 350-450nm范围， 感觉应该没问题的，为什么会出现这种情况呢？

是因为window不合适还是激光的问题？  或者其他原因？

大家做PLD的时候有遇到过类似的情况吗？   谢谢
【求助】关于激光PLD系统光学视窗被激光损坏的问题
全新的视窗， 不同时间白斑的情况（空气中，无物质流影响）


【求助】关于激光PLD系统光学视窗被激光损坏的问题-1
用过已损坏的视窗，激光照射处可见两个明显白斑，内外表面各一个
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1楼 2014-09-18 15:04:22
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mlanqiang

木虫之王 (文学泰斗)

蓝博士
blessing
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蓝精灵
2楼2014-09-18 15:42:26
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折戟温侯

银虫 (小有名气)
★
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建议支查一下窗片材料的损伤阈值。

还有一个就是，不知道你们做实验的时候真空腔内样品会不会附着在窗片上？如果有东西附着在窗片上，窗片就容易打坏。
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智慧的心
3楼2014-09-18 23:29:36
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再见理想35

木虫 (正式写手)
★ ★ ★
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kevin123581: 金币+2 2014-09-22 15:45:58
如果斑点在窗体内侧，可能是激光打到靶上，喷射出来的粒子沉积到窗体内侧会产生斑点。
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4楼2014-09-19 09:55:31
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kevin123581

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 折戟温侯 at 2014-09-18 23:29:36
建议支查一下窗片材料的损伤阈值。

还有一个就是，不知道你们做实验的时候真空腔内样品会不会附着在窗片上？如果有东西附着在窗片上，窗片就容易打坏。

等离子体被打出来，应该是会有附着的，但是我没想到会这么厉害。很短时间就损伤了，那试验后期基本就是不可控的了。

窗片材料的损伤阀值是找供应商要还是需要自己测呢？ 新手，不是很懂 谢谢
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5楼2014-09-19 12:56:28
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kevin123581

金虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 再见理想35 at 2014-09-19 09:55:31
如果斑点在窗体内侧，可能是激光打到靶上，喷射出来的粒子沉积到窗体内侧会产生斑点。

恩，肯定有这个原因，可有方法消除这种影响呢？  谢谢
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6楼2014-09-19 12:57:08
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kevin123581

金虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by 折戟温侯 at 2014-09-18 23:29:36
建议支查一下窗片材料的损伤阈值。

还有一个就是，不知道你们做实验的时候真空腔内样品会不会附着在窗片上？如果有东西附着在窗片上，窗片就容易打坏。

我查了下损伤阀值，他列出的数是：
7.5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm

10ns的数据，但是我们的激光是15ps。  这是不是说我不能用这个window，必须用一样的pulse duration的window？还是说这个不会影响呢，只看损伤阀值就好？  谢谢
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7楼2014-09-22 09:18:24
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折戟温侯

银虫 (小有名气)
★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★ ★
小木虫: 金币+0.5, 给个红包，谢谢回帖
kevin123581: 金币+10 2014-09-22 15:45:45
引用回帖:
7楼: Originally posted by kevin123581 at 2014-09-22 09:18:24
我查了下损伤阀值，他列出的数是：
7.5 J/cm2 at 1542 nm, 10 ns, 10 Hz, Ø0.189 mm

10ns的数据，但是我们的激光是15ps。  这是不是说我不能用这个window，必须用一样的pulse duration的window？还是说这 ...

脉冲宽度肯定有影响。一般损伤阈值的测试都是用纳秒光测的，只能做为参考。而且，波长越短，玻璃越容易损伤。

你的问题，你可以找一块窗片，放大空气中，用激光打，看看打几分钟是不是也出问题了。如果是，说明确实是光太强，窗片被损伤；如果没有，则说明可能跟你们的实验材料有关----就是靶材料的的气雾在窗片上凝结，让窗片更容易打坏。

另外你们的腔体真空度是多少？我们做过固体镁的实验，实验环境中真空度在E-4 Pa 以下。
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智慧的心
8楼2014-09-22 10:07:05
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kevin123581

金虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by 折戟温侯 at 2014-09-22 10:07:05
脉冲宽度肯定有影响。一般损伤阈值的测试都是用纳秒光测的，只能做为参考。而且，波长越短，玻璃越容易损伤。

你的问题，你可以找一块窗片，放大空气中，用激光打，看看打几分钟是不是也出问题了。如果是，说明 ...

我查看了下，窗体阀值是7.5 J/cm2， 我们的激光算出来大概在1.2左右，但是我们的是皮秒激光，15ps，200Khz的激光源。
真空度的话是1e-5 Torr做的实验。     
恩  ，谢谢你的建议，我等回去试验下。谢谢
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9楼2014-09-22 15:45:30
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kevin123581

金虫 (正式写手)
引用回帖:
8楼: Originally posted by 折戟温侯 at 2014-09-22 10:07:05
脉冲宽度肯定有影响。一般损伤阈值的测试都是用纳秒光测的，只能做为参考。而且，波长越短，玻璃越容易损伤。

你的问题，你可以找一块窗片，放大空气中，用激光打，看看打几分钟是不是也出问题了。如果是，说明 ...

不好意思，再打扰下。上次的window损坏问题，我重新查了下相关参数，是10J/cm^2,
我的激光4W是14J/CM^2.
问题是  反射镜片或者透射镜片只有5J/CM^2的损伤阀值，4年了也没坏过，这个window数值还大一些5-10就有小损伤了， 我会在下面贴下图。   我把window放到了空气中同样用激光照射，也会出现小的白色斑点，而且好像双面都有（也有可能是一面有，然后反射到第二面的，但是我觉得这个可能性很小）。
现在真是纠结呢， window为什么那么容易出现问题呢？  有可能是coating材料的问题么？  但是参数上标示对应的AR coating都是给的相应的波长的，也就是确实是给355nm的激光的AR coating。
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10楼2014-09-26 14:34:38
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