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超強激光科學卓越創新簡報

(第四十六期)

2019年9月17日

上海光機所在液晶光學相控器件激光輻照效應研究方面取得新進展

  近期,上海光机所薄膜光學實驗室赵元安研究员课题组在液晶光学相控器件激光辐照效应研究方面取得新进展,为液晶光学相控器件的设计优化和在高能激光系统中的实际应用提供了指导。相关研究成果发表在[Optical Materials Express 9(2), 911-922(2019,)] [Infrared Physics & Technology 99, 80-85(2019)] 

  液晶光學相控器件具有空間分辨率高、結構緊湊、功耗低等優點,可以實現對光束振幅、波前、偏振和指向等的精密調控,廣泛應用于激光聚變、光電對抗、激光雷達、激光通訊等領域。近年來,高能激光領域也對液晶光學相控器件提出了明確需求,但其激光負載能力制約了應用。 

  課題組創新發展層析實驗技術,通過調控透明導電電極薄膜(ITO)和取向層(PI),研究了液晶光學相控器件在高峰值功率和高平均功率激光輻照下的能量沈積、傳導和器件內層間耦合物理機制。實驗和理論模擬表明:在高峰值功率激光作用下,ITO層瞬時吸收産生上千度的溫升並汽化,沖破PI層的束縛,形成器質性損傷;在高平均功率激光作用下,ITO層吸熱溫升緩慢,熱量傳導後器件內溫度梯度極小,但常用液晶材料的清亮點溫度在50℃~100℃,液晶分子首先失效。上述研究對應用于高能激光系統中液晶光學相控器件的設計、調控以及實際應用提供了重要的指導。 

  相关研究得到了国家自然科学基金面上项目,应用光学国家重点实验室开放基金、脉冲功率激光技术国家重点实验室开放基金的支持。(薄膜光學實驗室供稿) 

  原文鏈接

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1 高峰值功率ITO/PI層的典型損傷

2 高峰值功率激光輻照下,ITO/PI層的溫度場分布

3 高平均功率激光輻照下,ITO/PI層的溫度場分布

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