激光诱导损伤阈值测试
近几十年来，激光技术以Breakneck节奏进展。如今，即使是市售的激光器也能够产生高强度光束，几年前几乎可以是不可想象的，并且可以用精度精确地将光线集中在所需的目标上。由于这些进展，研究人员现在可以访问紧凑的激光设备，包括捷克共和国的Hilase等尖端设施。
如今，在各种研究应用中使用高功率激光系统，从航空，汽车，生物医学和制药，三维印刷，发电和工具，以及对材料物理。特别是，它们是涉及光学，其中梁必须沿着精确定义的方向发射，经常在激光粒子加速设备中使用的复杂安排的研究是至关重要的。在其他地方，被越来越多地用于工业应用中，在那里他们可以使程序，包括切割，钻孔，并且将与极端的精确度对各种材料进行表面纹理化激光器。
不幸的是，今天最先进的激光器是对许多群体的新问题，这些群体受益于它们。由于没有任何材料都无法对激光造成的损坏，因此构造函数和开发人员可以非常困难，以确定他们可以延伸他们的能力。“现在正在建立越来越强大的激光，以满足不断发展的技术的需求，”瓦达博士说。“激光损坏是任何高功率激光系统中所有组件的关键参数，在激光束中建立最大可实现的能量的限制。”
由于这些限制可以在不同的材料和激光参数之间广泛变化，因此研究人员和制造商无法准确地定义它们的位置。如果没有这种知识，他们必须仔细经营激光，远低于最大可能的能量，在那里他们众所周知，他们没有对自己的组件呈现任何风险。此问题对激光器可以运行的最大可能性能进行严格限制。
激光损坏是任何高功率激光系统中所有组件的关键参数，在激光束中建立最大可实现的能量的限制。
量化损伤阈值
为了缓解这一问题，一套标准是由国际标准化组织（ISO）在2011年“通过了ISO 21254标准的介绍，激光损伤阈值被定义为在材料的激光入射的辐射量最高的，为此概率伤害是零，”中联博士解释说。“因此，为了确保任何高功率激光的稳定性和可靠性，有必要有办法精确地确定激光诱导损伤阈值（或LIDT）”。
根据环境条件，LIDT可以根据光学元件选择和激光操作参数而广泛变化。在样品的内部内，分子和原子水平的缺陷和缺陷通常会导致老化，调节和环境磨损。如果它们暴露于具有足够高的能量的激光束，则这些特征可以诱导不可预测的光学效应，包括散射，吸收和激光的干扰。在小鳞片上，所有这些功能都可以强烈提高激光束携带的电场的强度。
在材料表面上也可以在材料表面上找到可比效果，其特征在于包括粗糙度，光学吸收和污染颗粒的存在的缺陷;所有这些都可以诱导破坏性局部加热，干扰和其他破坏性效应。如果在LIDT评估中没有完全占这些因素，即使他们坚持ISO标准，激光运营商风险造成潜在不可逆转的损坏。对于Vanda博士的团队来说，这次要求改进用于在特定材料和条件下确定LIDTS的方法。为此，研究人员开发了用于在Hilase测试激光损伤的先进新技术。
在HiLASE测量
位于布拉格之外，Hilase是两个最先进的激光来源的所在地，名为Bivoj和Perla。虽然两个系统以不同的方式产生光，但它们通过产生具有极高峰值功率的脉冲激光束来操作。当这些脉冲被引导到材料样品上时，在湿度，温度和灰尘颗粒浓度紧密控制的条件下，它们的高能量使得LIDT能够使用具有大直径的激光束来测量。与以前的研究相比，这使得万达博士的团队能够计算较大区域的损伤阈值 - 显着减少结果中的错误。此外，在为特定区域和应用设计激光损伤测试时，这种激光源使得更有选择。
“在Hilase，我们旨在开发一种准确和多功能的激光损坏测试设施，”瓦达博士描述。“在这样做时，我们希望能够实现更高的能量，提高开发激光系统的可靠性和整体可行性。这些努力使HILase构建并运营了世界上最亮的激光器。“
通过他们的实验，南达博士和他的同事现在已经使用了他们的设置来测量各种部件的盖子，包括散装金属，电介质和半导体;基本的光学零件如镜子和镜头;以及最先进的复合元件，如纳米结构的抗反射表面和混合镜。这些混合镜由旋转多箱介电反射器的银层组成，是Hilase的LIDT测试方法的典型示例。尽管这种组件结合了金属和介电镜的优点，但是它们的行为不容易可预测，特别是当与高能，大孔径激光束一起使用时。
通过中联博士的研究小组得出的结果可能很快就会提供有价值的见解如何激光器应该在许多日常情况下进行操作。
由于甚至高反射介质镜必须始终吸收一些光，并且金属涂层易受吸收产生的热沉积，因此对于在不同的展览条件下测量它们的损伤阈值尤为重要。在这项研究中，该团队能够首次成功确定皮秒内的混合涂层的LIDT值，并解决了用于涂层沉积的不同技术的问题。
在另一项研究中，兰达博士的团队通过在沉积在三种不同的基材上时，通过测量高度和抗反射涂层的纳秒制度的值来显示Hilase的LIDT测试能力：YAG，熔融二氧化硅和BK7玻璃。选择样品以证明通过所谓的IAD技术沉积的新型ZrO2涂层的测试能力，其中LIDT值被用作制造商对发育涂覆方法的功效的反馈。在每种情况下，HILase测试设施使研究人员能够为所有基板和涂层的所有布置量化LIDT值，以前所未有的准确度。
提高实际应用中的性能
通过他们的不断实验中，中联博士的研究小组得出的结果可能很快就会提供有价值的见解如何激光器应该在许多日常情况下进行操作。如果这些应用程序是以前在发生损伤的激光能量的不确定性阻碍，在HiLASE的检测设施提供期待已久的解决方案。作为联博士结论是，“利用我们的激光损伤的专业知识，独特的激光源中的HiLASE访问，并且我们的不同的应用领域的知识，我们能够探索区域包括高效的涂层去除，激光材料加工，干涉图案化，或纤维束传递。”
这种先进的技术将极大地简化各种常见任务。对于工业制造，这些可能包括更换老化或损坏的涂层，这些涂层通常牢固地粘附在材料表面上。虽然基于激光的过程来消除这些涂层的过程通常会危及下面的材料，但是团队的测试技术使得仅提供适量的激光功率，而不会有任何损坏的风险。通过构造交叉激光束之间的复杂干涉图案，制造商还可以将特定的重复图案渗入材料表面，使得能够控制属性作为摩擦，润湿性或生物相容性。具有材料损坏行为的知识的用户将能够优化其流程，以实现更高的产量和效率。此外，操作者可以通过通过光纤将它们引导，以及通过光纤引导，以及通过光纤引导，以及各种各样的其他潜在用途来映射粗糙表面的高度曲线。
除了这些无数的工业应用外，该团队的方法可以使研究人员能够更安全地操作涉及复杂光学装置的实验。随着对实验组件的昂贵损害的保证，这些研究人员最终能够以最高可能的亮度运行先进激光器 - 这在几年前只被视为风险。
个人反应
其他激光器设施如何复制您的测试方法是多么容易？
我们的目标是从科学实验室采取研究原则，将它们转移到现实世界应用，这始终是一个复杂的任务。我们拥有一支高等教育，熟练，忠诚和热情的人团队，这极难复制。尽管如此，我们在这里，总是热衷于帮助他有问题的人。