[科普中國(guó)]-激光損傷閾值

激光損傷閥值，表征被激光輻照的介質(zhì)抗激光損傷能力的重要參量。激光能量的高度集中會(huì)引起介質(zhì)內(nèi)部或表面的局部變形甚至完全被損壞。介質(zhì)在單位面積上所能承受的最大激光功率，稱(chēng)為該介質(zhì)的激光損傷閥值。

簡(jiǎn)介激光損傷閥值，表征被激光輻照的介質(zhì)抗激光損傷能力的重要參量。

原理激光能量的高度集中會(huì)引起介質(zhì)內(nèi)部或表面的局部變形甚至完全被損壞。介質(zhì)在單位面積上所能承受的最大激光功率，稱(chēng)為該介質(zhì)的激光損傷閥值1。

影響因素影響激光損傷閥值的因素可概括為以下幾個(gè)方面：

(1)與介質(zhì)本身性能密切相關(guān)，包括介質(zhì)的成分、光學(xué)均勻性、光學(xué)吸收性、熱學(xué)性質(zhì)等；

(2)與輻照的激光性質(zhì)有關(guān)，包括激光頻率、激光脈寬、激光光束束斑等；

(3)與光學(xué)元件的加工工藝過(guò)程有關(guān)，如光學(xué)元件上留下的加工痕跡、鍍膜方法、膜材料的純度等甚至實(shí)驗(yàn)操作空間的清潔程度也會(huì)影響介質(zhì)的損傷。

相關(guān)概念激光閥值(laser threshold value;laser thresholdcondition; laser oscillation threshold)激光器實(shí)現(xiàn)光振蕩的臨界條件。激光器產(chǎn)生臨界振蕩時(shí)的有關(guān)參量之間的數(shù)量關(guān)系，稱(chēng)為激光(振蕩)閥值。激光閥值在不同情況下可以有不同的表示方式如產(chǎn)生激光振蕩的最小反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度稱(chēng)為I}值粒子數(shù)反轉(zhuǎn)密度。在實(shí)際激光器中，加于激光器的激勵(lì)功率必須超過(guò)一個(gè)臨界值，此最小值稱(chēng)為閥值功率，它是激光振蕩的重要特征2。

激光損傷閥值單位換算激光損傷閥值，連續(xù)激光和脈沖激光應(yīng)是不同的，連續(xù)激光以W瓦特來(lái)計(jì)，是功率的單位；脈沖激光以J焦耳來(lái)計(jì)，是功的單位，它與脈寬有關(guān)。如我們將脈沖激光功換算成功率：10J/10ns=1000MW，那么，脈沖激光相當(dāng)?shù)墓β蕿?000MW所以，如果一個(gè)反射鏡的損傷閾值為15J/cm2@10ns,那么相當(dāng)于1000MW/cm2。

研究應(yīng)用人工晶體激光損傷閥值的研究應(yīng)用。對(duì)不同材料及類(lèi)型人工晶體激光損傷閾植（DT50）進(jìn)行定量研究，結(jié)果表明，其抗激光損傷能力由弱到強(qiáng)依次為硅凝膠人工晶體，玻璃人工晶體，PMMA切削人工晶體，模壓成型PMMA人工晶體。建議在以Q－開(kāi)關(guān)摻釹釓鋁石榴石激光作后囊膜切開(kāi)時(shí)，激光輸出能量或功率密度，應(yīng)控制在人工晶體激光損傷閾值水平以下，以減少人工晶體損傷。同時(shí)還對(duì)各類(lèi)型人工晶體激光損傷形態(tài)進(jìn)行掃描電鏡觀察3。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

邱學(xué)農(nóng) - 副教授 - 濟(jì)南大學(xué)