董家宁，范 杰，王海珠，邹永刚，张家斌，侯春鸽

(长春理工大学 高功率半导体激光国家重点实验室，吉林 长春 130022)

1 引 言

近年来，大功率激光系统的长足发展使其在许多科学和工业领域得到了广泛应用，如太空碎片去除、激光喷丸、激光驱动电子和离子的癌症治疗、新材料生产和激光核聚变等[1-4]。光学薄膜是大功率激光系统最重要且易损伤元件，随着激光系统输出功率的不断提升，光学薄膜尤其是高反膜的激光诱导损伤阈值(LIDT)逐渐成为限制激光系统输出功率提升的关键因素，并对其稳定运行产生重大影响。提高高反膜抗激光诱导损伤能力成为大功率光学系统设计的核心关键之一。激光诱导薄膜损伤是一个复杂的破坏过程，其涉及众多因素，包括波长、温度、脉冲次数、光斑尺寸以及薄膜结构、材料等。目前理论研究普遍认为薄膜损伤机理可以分为外在损伤机制和本质损伤机制。其中，外在损伤机制与吸收杂质有关，如薄膜缺陷吸收激光能量导致的热效应等；本质损伤机制与薄膜材料导带中自由电子产生过程有关，如雪崩电离、多光子电离等。而这些理论各有适用条件和不足。只有不断完善损伤机理和构建合理物理模型才能突破薄膜损伤阈值的瓶颈，为研制高损伤阈值薄膜打下夯实基础。

光学薄膜包括增透膜[5]、高反膜[6]、偏振膜、滤光膜、相位膜等。其中，高反膜是光学薄膜重要组成部分。由于单层反射膜往往达不到理想反射效果，高反膜通常由两种或两种以上材料在基底上按折射率高低交替堆积而成，对特定波段形成高反射，每层膜料光学厚度为λ/4的倍数，这里λ为特定波段的中心波长[7]。……