自从激光问世以来，光与物质相互作用这一沉要科学领域得到了新的启发。六十年代初，随着调Q激光器的出现，激光对物质的粉碎作用就为人们所觉察。随着激光器钻研的发展以及高功率激光器的出现，人们发现，光学器件自身所能接受的抗粉碎能力已成为限度激光器有效输出功率提高的沉要成分之一，因而，激光对资料的危险就成了激光钻研领域中的一项沉要课题。

　　光学薄膜险些是所有光学系统中不成短缺的根基元件，并且也是激光系统中最幽微的环节之一。持久以来，激光对光学薄膜的粉碎一向是限度激光向高功率、高能量方向发展的“瓶颈”，也是影响高功率激光薄膜元件使用寿命的主因。另一方面，光学薄膜也是导弹、遥感卫星等航天飞行器中导引、定位、遥感甚至能源系统中的沉要组成元件，利用强激光兵器对光学薄膜元件的粉碎能够造成航天飞行器的致眩、致盲、失控，甚至于系统的整体失效。光学薄膜中即便出现极度微幼的瑕疵，也会导致输出光束质量的降落，严沉时将引起整个系统的瘫痪，光学薄膜的抗危险个性将直接影响到整个系统的设计规划以及今后系统运行的机能。所以，钻研光学薄膜的抗激光粉碎问题拥有极度沉要的意思。

　　然而，激光对光学薄膜的危险是一个复杂的过程，它由作用激光(沉复频率、波长、脉宽、偏振态、模式、光斑、辐照方式等)和光学薄膜的性质(薄膜光学个性、膜料、造备工艺、薄膜结构、缺点密度等)两方面决定。分歧的激光参数前提对统一薄膜会产生分歧的危险了局。不仅如此，由于薄膜激光危险是薄膜与强有关辐射相互作用的了局，在强有关辐射作用下，薄膜元件拥有很多新的行为，而这些行为通常难以用经典薄膜光学理论进行诠释。因而，钻研薄膜激光危险，分析薄膜与强激光相互作用的过程及其了局，将会推进强激光资料科学，强激光薄膜光学等新学科的形成与美满，因而拥有沉要的学术意思。

　　1、光学薄膜激光危险机理钻研进展

　　当激光强度达到足够高的量级时，资料将产生一系列不成逆的苦难性的变动，通常将这种景象称为危险。在从前的30年间，对激光诱导光学资料和膜层危险的理论、物理机造、危险的检测以及提高资料抗危险的步骤钻研已经成为高功率激光钻研的一个沉要领域，SPIE激光危险专题国际学术会议年年召开，与会者多多，足以注明激光诱导危险问题的复杂性。激光对光学薄膜的危险过程是一个复杂的过程，对于分歧的薄膜资料、造备步骤、激光参数和作用模式[，粉碎过程和危险机理都有很大差距性，这里蕴含了激光作用的光学力学过程、场击穿过程等，但最根基的还是热过程，光通过本征吸收、杂质吸收和非线性吸收转化为热，由热熔融或热力耦合导致薄膜的最终危险。在大量的尝试钻研与理论分析的基础上，人们提出了雪崩离化、多光子吸收、杂质吸收、节瘤缺点以及热爆炸模型粉碎，等粉碎机造，当然这些机造并不是普适的，在激光与薄膜相互作用过程中可能蕴含了多个过程或多种机造的耦合，由于粉碎过程功夫短，作用区域幼，大无数分析都只能是针对粉碎后的个性进行的，这给确切相识粉碎过程带来很大难度。

　　综合来说，多种机造的产生一方面注明激光与薄膜相互作用过程的复杂性，而另一方面也说了然人们对光学薄膜的激光危险机造的意识是在不休地发展的。固然各类机造都有其局限性，都是试图从某一个角度启程对激光与薄膜作用过程进行阐释，但在现实工作中，各类机造都为我们进一步提高薄膜的抗激光危险机能指了然方向。理论界的工作者已偏差于综合思考以多种机理的融合、贯通以求成立更齐全的理论模型。几十年来，高功率激光薄膜及其激光粉碎问题得到了长足的改进和发展。

　　2、高能激光对光学薄膜的粉碎

　　较高功率激光的持续作用会产生几个根基的物理过程。一方面，薄膜在造备过程中产生的原发性缺点，诸如节瘤，杂质等，在激光作用下会直接粉碎，并不休扩大，另一方面，通过光化学，光离化，光热，光声等多种效应产生诸如缺点等继发性缺点在后续激光的作用下被粉碎产生新的粉碎。当能量足够高时，激光的热力过程自身就会累积增长。具体的法规，因资料和工艺而异。有些缺点，在激光终场作用后会复原，其粉碎狀态是瞬时的，有些微危险却持续保留，当激光再次作用时，粉碎会持续发展。这衷炱坏是永远性的。薄膜粉碎的累积效应是与缺点有关联的，抑造原发性缺点的形成，解除继发性缺点的诱因，有可能大幅度提高多脉冲激光作用下薄膜的粉碎阈值。

　　高能激光诱发的危险景象重要有以下几种：

　　1)激光在资料传输过程中产生横向受激布里渊散射效应，引发声波导致的资料机械危险;

　　2) 由于光学元件内的资料杂质在加工过程中引入的亚表表危险，表表附着的尘埃和污渍以及划痕等缺点对激光的衍射效应导致激光近场出现大量中高频调造，带有调造的光束在后续介质传输，光束近场可能会形成部门强区(非线性热像)，从而引起光学元件表表点状危险和资料内部出现自聚焦丝，当部门强区的激光通量超过光学元件的危险阈值时，元件将会被危险;

　　3)激光在传输过程中被光学元件上的遮光物调造，携带调造信息的激光光场鄙人游光学元件中传输，调造部门的B积分增长很快，到肯定量后光场将出现部门热像，热像强度是均匀光强的好几倍，容易造成下游光学元件危险;

　　4) 在激光器运行中，光学元件排布密集的复杂光机结构中，部门杂散光和鬼光束不成预防的要照射到光机组件的金属筒壁上，当光强足够大时，金属筒壁溅射的金属传染颗；岢粱焦庋г表表上，在后续激光辐照下，这些金属颗粒与激光相互作用天生的等离子体将强烈吸收激光能量，使元件表表热熔或炸裂，传染和元件的初始缺点是诱发激光危险的重要原因。

　　3、光电检测技术道理及其发展趋向

　　3.1、光电检测技术的道理

　　光电检测技术是光电信息技术的重要技术之一，它是以激光、红表、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接管光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有效信息，再经模/数转换接口输入推算机运算处置，最后显示输出所必要的检测物理量等参数。

　　光电检测技术重要蕴含光电变换技术、光信息获取与光丈量技术以及丈量信息的光电处置技术等。重要有如下特点：

　　1)精度高。激光过问法丈量长度的精度可达0.05μm/m;用激光测距法丈量地球与月球之间距离的分辨力能够达到1m。

　　2)高速度。光电检测技术以光为媒介，而光的传布速度非？，无疑用光学步骤获取和传递信息是最快的。

　　3)距离远、大量程。光是最便于远距离传输的介质，尤其合用于？睾鸵２，如光电跟踪等。

　　4)非接触丈量。光照到被测物体上能够以为是没有丈量力的，因而也无摩擦，能够实现动态丈量，是各类丈量步骤中效能最高的。

　　3.2、光电检测技术的发展趋向

　　通过上面对光电检测技术的道理和特点的分析，同时随着列国在技术创新方面的一日千里，光电检测技术的发展趋向重要表此刻：

　　向高精度方向发展：检测精度向高精度方向发展，纳米、亚纳米高精度的光电检测新技术是今后的发展热点;

　　向智能化方向发展：检测系统向智能化方向发展，如光电跟踪与光电扫描丈量技术;

　　向数字化方向发展：检测了局向数字化，实现光电丈量与光电节造一体化方向发展;

　　向多元化方向发展：光电检测仪器的检测职能向综合性、多参数、多维丈量等多元化方向发展，并向人们无法触及的领域发展，如微空间三维丈量技术和大空间三维丈量技术;

　　向微型化方向发展：光电检测仪器所用电子元件及电路向集成化方向发展，光电检测系统朝着幼型、急剧的微型光机电检测系统发展;

　　向自动化方向发展：检测技术向自动化、非接触、急剧在线丈量方向发展，检测状态向动态丈量方向发展。

　　光电检测技术的发展趋向是与科技的整体发展趋向相适应的，还有一些是自己所特有的，整体上来说，是向着高精度、高速度方向发展。

　　4、危险阈值界说的发展

　　数十年来，光学薄膜激光危险机造的钻研获得了长足进取，同时伴随危险阈值测试伎俩以及危险阈值界说的较大发展。

　　当辐照激光能量密度较低时，光学薄膜的危险重要由各类缺点引起。由于薄膜自身的结构比力复杂，并且造备工艺繁琐，容易形成各类缺点;贮存、运输等各个环节都可能引入各类传染，所以薄膜内部及其表表各类缺点的散布极度复杂，相互之间的危险阈值存在较大差距，这样在肯定的能量密度领域内危险往往出现出概率性。因而，在职能性危险阈值界说出现以前薄膜的危险阈值都是以几率方式确定的。80年代之前无数选取的是50%几率危险阈值， 界说为被检测薄膜的最大的不危险能量和最幼危险能量的均匀值。

　　50%危险阈值不确定性较大，并且存在所谓的“光斑效应”，即测试得到的危险阈值对光斑尺寸的依赖性，这样导致统一样品在各尝试室测得的危险阈值有较大差距，体现了薄膜缺点危险的特点以及该界说的弊端。

　　50% 几率危险阈值界说的弊端推动了危险阈值检测技术的钻研与发展。80年代后期，薄膜的危险阈值起头用零几率危险阈值界说，它暗示的是危险几率刚好为零时对应激光的能量密度。其获取步骤如下：用分歧的能量等级对待测样品进行检测，得到对应的危险几率，在激光能量和危险几率的坐标系中记下相应的地位，而后对这些几率做线性拟合，该直线与能量轴的交点就是零几率危险阈值。相迸宗50%阈值，零几率危险阈值的不确定性要幼好多;从利用角度来看，数值的可参考性也更大，更为沉要的是，零几率危险阈值界说从理论上解除了测试中的光斑效应。为了减幼零几率危险阈值的不确定性，在检测过程中能量等级应多一些，每一等级的测试点也应多一些，出格是20%-60%(或80%)的中央区域，此表要正确找到零几率的能量值，通常测试当选10 个能量等级，每个等级不幼于10 个作用点。

　　无论是50%几率危险阈值界说还是0%几率危险阈值界说都是以器质性变动作为危险产生的判断凭据，也就是说只有激光辐照后样品表表或内部出现可见的不成逆变动即以为产生了危险，无论该变动是否影响其地点光学系统的整体机能。现实上光学薄膜的危险有相当一部门由各类缺点引起，其激光危险特点是概率性强、面积幼且在肯定前提下可能维持不变;而以目前的造备技术，齐全解除缺点是不成能的，显然这极度不利于光学薄膜元件的充分利用；谝恍┘す庀低吃市砥湓有肯定水平的危险的事实，Stolz等人提出了职能性危险阈值的界说。

　　所谓职能性危险阈值，就是指激光辐照之后引起光学元件的变动不及以影响系统整体机能的最大能量密度。该界说下危险产生与否的判断尺度为系统的整体机能，重要阐发为两个方面：首先，激光辐照产生的变动应足够幼，不能扭转元件的光学个性，诸如反射率、透过率等，也不能扭转传输光束的个性，不至于影响元件在系统中的整体阐发;其次，该变动应该是不变的，在其所处系统正常工作的环境中不会发展成为苦难性危险。

　　显然，职能性危险不仅要思考元件在一次激光辐照下的阐发，还要思考在以来屡次激光作用下的了局;不仅要思考元件自身的机能，还要思考其所属系统对其的要求及其机能阐发。

　　5、结语

　　本章重要介绍了钻研光学薄膜激光危险检测钻研的布景和意思、光学薄膜激光危险机理钻研进展、高能激光对光学薄膜的粉碎、光电检测技术道理及其发展趋向以及光学元件危险阈值界说的发展。光学薄膜险些是所有光学系统中不成短缺的根基元件，并且也是激光系统中最幽微的环节之一。光学薄膜中若是出现极度微幼的瑕疵，会导致输出光束质量的降落，严沉时将引起整个系统的瘫痪，光学薄膜的抗危险个性将直接影响到整个系统的设计规划以及今后系统运行的机能。

激光对光学薄膜的危险是一个复杂的过程，它由作用激光和光学薄膜的性质两方面决定。分歧的激光参数前提对统一薄膜会产生分歧的危险了局。危险最根基的还是热过程，光通过本征吸收、杂质吸收和非线性吸收转化为热，由热熔融或热力耦合导致薄膜的最终危险。激光危险检测的光电检测技术的钻研成为了光电信息技术的钻研沉点，沉要的是检测系统可能对光学元件的危险进行在线监测。光电检测技术是以激光、红表、光纤等现代光电子器件作为基础，通过对被检测物体的光辐射，经光电检测器接受光辐射并转换为电信号，由输入电路、放大滤波等检测电路提取有效信息，再经模/数转换接口输入推算机运算处置，最后显示输出所必要的检测物理量等参数。

现今光电检测技术正向着高精度、高速度方向发展。光学元件在高能激光辐照下的危险阈值一向是有关课题钻研的沉点和难点。80 年代之前选取的50%几率危险阈值， 界说为被检测薄膜的最大的不危险能量和最幼危险能量的均匀值，不确定性较大。80 年代后期出现的零几率危险阈值界说为危险几率刚好为零时对应激光的能量密度。后来提出了职能性危险阈值，就是指激光辐照之后引起光学元件的变动不及以影响系统整体机能的最大能量密度。

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