最近，中科院上海光學(xué)與精密機(jī)械研究所（上海光機(jī)所）的研究人員利用化學(xué)蝕刻和激光拋光相結(jié)合的方式對熔融石英處理，獲得了超光滑（高損傷閾值）的高性能光學(xué)介質(zhì)。這項(xiàng)研究將提升熔融石英材料在光學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用價值，研究成果發(fā)表在光學(xué)快報(bào)（Optics Letters）上，DOI:10.1364/OL.409857。

a：激光拋光系統(tǒng)示意圖 b：材料復(fù)合處理中表面形貌的演化過程

熔融石英的激光損傷，特別是紫外激光損傷，仍然是制約高功率激光系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。傳統(tǒng)的熔融石英加工方法經(jīng)歷了研磨和化學(xué)機(jī)械拋光（CMP）兩個過程。這種方法耗時長，容易產(chǎn)生表面和亞表面缺陷，導(dǎo)致熔融石英表面損傷閾值顯著降低。

上海光機(jī)所研究人員采用的新方法，首先采用化學(xué)腐蝕方法來打開磨碎的熔融石英的亞表面缺陷；隨后采用CO₂激光拋光來降低表面粗糙度。通過對損傷和缺陷分析發(fā)現(xiàn)，新方法避免了包括化學(xué)結(jié)構(gòu)和活性金屬雜質(zhì)等的，表面和次表面缺陷的引入。這就是熔融石英材料獲得了更好的激光損傷閾值（介質(zhì)在單位面積上所能承受的最大激光功率，稱為該介質(zhì)的激光損傷閾值）。

編譯 YUXI