新突破！借助激光技术制造抗紫外激光损伤的熔石英元件

　　近期，中国科学院上海光学精密机械研究所精密光学制造与检测中心魏朝阳研究员团队基于CO2激光的缺陷表征与去除过程，实现了高抗紫外激光损伤熔石英元件制造。相关研究成果发表于Light: Advanced Manufacturing。

　　紫外激光在熔石英元件上引发的损伤问题，成为限制高功率激光系统进展的主要瓶颈。当前采用的接触式研磨工艺常常导致加工缺陷难以完全后处理消除，严重削弱了熔石英元件的使用性能和寿命。

　　研究团队采用微秒脉冲CO2激光技术，结合低应力均匀烧蚀方法，创新性地提出了激光层析烧蚀技术，用于检测和去除研磨阶段的亚表面缺陷。随后，利用激光保形清洗方法清除烧蚀表面的污染物，然后运用激光熔融抛光技术平滑烧蚀轨迹，成功实现了熔石英元件的CO2激光全链路柔性加工。与传统工艺相比，采用CO2激光加工链路能够有效减少加工缺陷的引入，从而制备出具有更高损伤阈值的熔石英元件。这一基于激光的缺陷检测与修复方法为处理亚表面缺陷、制定抑制策略提供了创新工具，同时也为熔石英元件的低缺陷加工开辟了新的思路。

　　该项工作得到国家重点研发计划项目、上海市扬帆计划、国家自然科学青年基金、上海市自然科学基金、天文联合基金和中国科学院青年创新促进会的支持。

图1 （a）传统工艺链路；（b）CO2激光加工链路；（c）三维全口径亚表面缺陷表征方法    

图2 传统工艺制备样品（conventional）与CO2激光加工链路制备样品（laser-based）损伤性能对比：（a）1-on-1损伤概率（355nm，8.3ns）；（b）典型损伤形貌