近期，中國科學院上海光學精密機械研究所與(yu) 武漢理工大學、中國科學技術大學及中國工程物理研究院激光聚變研究中心等單位開展合作，解析了皮秒激光作用下脈衝(chong) 壓縮光柵多柵條連貫損傷(shang) 的動力學過程，為(wei) 其皮秒抗激光損傷(shang) 性能提升指明了方向。相關(guan) 成果以“Multilayer dielectric grating pillar－removal damage induced by a picosecond laser ”為(wei) 題發表在High Power Laser Science and Engineering。

脈衝(chong) 壓縮光柵是皮秒高能拍瓦激光係統的核心光學元件，其損傷(shang) 問題是製約激光係統極限輸出能力的關(guan) 鍵瓶頸因素。厘清光柵元件的激光損傷(shang) 動力學過程是明確其損傷(shang) 機理、提高其損傷(shang) 閾值的關(guan) 鍵途徑。

該研究中，研究團隊通過對脈衝(chong) 壓縮光柵在單個(ge) 皮秒脈衝(chong) 激光輻照下典型損傷(shang) 特征的提取與(yu) 關(guan) 聯，並結合理論模擬證實了多柵條連貫損傷(shang) 過程表現為(wei) ：入射激光在光柵浮雕結構內(nei) 部形成的場增強與(yu) 其表麵的淺層缺陷共同誘發柵條局部材料噴發，噴發物的衝(chong) 擊壓力導致相鄰柵條斷裂。仿真模擬結果表明光柵局部材料電離後產(chan) 生的噴發壓力使其相鄰柵條根部形成了應力集中並足以造成損壞，這與(yu) 實驗中觀察到損傷(shang) 特征相吻合。柵條內(nei) 部缺陷、強場及柵條強度共同影響光柵的皮秒激光損傷(shang) 過程，這為(wei) 脈衝(chong) 壓縮光柵的皮秒抗激光損傷(shang) 性能提升提供了指導方向。

該項研究得到了國家重大專(zhuan) 項的支持。