Betraege zur Laserfestigkeit optischer Komponenten im UV-Bereich
Die laserinduzierte Zerstoerschwelle ist ein Mass fuer die Laserfestigkeit optischer Schichten und Mehrschichtsysteme. In der Arbeit werden Zerstoerschwellenmessungen hauptsaechlich bei der Wellenlaenge 248 nm an Substraten, Oxid- und Fluorid-Einfachschichten sowie l/4-Mehrschichtsystemen vorges...
| Summary: | Die laserinduzierte Zerstoerschwelle ist ein Mass fuer die Laserfestigkeit
optischer Schichten und Mehrschichtsysteme. In der Arbeit werden
Zerstoerschwellenmessungen hauptsaechlich bei der Wellenlaenge 248 nm an
Substraten, Oxid- und Fluorid-Einfachschichten sowie l/4-Mehrschichtsystemen
vorgestellt. Schichtmaterialien mit hoher Laserfestigkeit sind SiO2, MgF2,
Al2O3 und LaF3. Bei einem Vergleich von verschiedenen Schichtabscheideverfahren
erweisen sich die Laserstrahlverdampfung oder die lasergestuetzte i
Elektronenstrahlverdampfung als vorteilhaft fuer eine hohe laserinduzierte
Zerstoerschwelle. Als Hauptgrund wird der geringe Fremdstoffeinbau durch
wegfallende geheizte Elemente im Abscheideraum angesehen. Deck- und
Barriereschichten der Dicke l/2 fuehren zu einer Steigerung der
Zerstoerschwelle um maximal 200 %. Dies wird durch eine mechanische und
thermische Stabilisierung der Funktionsschichten erreicht. Die Berechnungen
zum Temperaturfeld in dielektrischen Schichten dienen der Modellierung des
thermischen Zerstoerungsmechanismus. Sie zeigen, dass bei Bestrahlung mit
Laserpulsen von 20 ns Pulsdauer nach ca. 100 ns die Temperatur an der
Probenoberflaeche auf die Haelfte des Maximums abgesunken ist. Weitere
Ergebnisse belegen den starken Einfluss des Absorptionskoeffizienten auf
die Maximaltemperatur. Untersuchungen zur Pulsdauerabhaengigkeit der
Zerstoerschwelle weisen fuer Substrate eine gute Uebereinstimmung mit dem
t0,5-Gesetz aus. Daraus wird ein thermischer Zerstoerungsmechanismus bei
defektarmen Materialien abgeleitet. Bei Morphologieuntersuchungen an
Bestrahlungsflecken von Schichten wurden typische Zerstoerungserscheinungen
gefunden, die auf die zusaetzliche oder dominierende Wirkung von
Elektronenlawinen bei der laserinduzierten Zerstoerung defektreicher
Materialien hinweisen. |
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