空間光調(diào)制器(SLMs)是一種基于硅上液晶(LCoS)工藝的莱睁，可編程的自適應(yīng)光學(xué)元件待讳。在許多涉及高功率激光器的應(yīng)用中仰剿，SLM可能會(huì)
受到強(qiáng)激光照射创淡，這可能導(dǎo)致對(duì)SLM永久性的琳彩，不可逆的損壞。實(shí)際應(yīng)用中，許多因素會(huì)影響到SLM的光強(qiáng)閾值汁针，包括激光波長(zhǎng)术辐，脈
沖持續(xù)時(shí)間辉词，激光重頻，光束直徑猾骡，脈沖空間輪廓瑞躺，時(shí)間輪廓和入射角等兴想。本文有助于讀者理解激光損壞SLM的機(jī)制，是幫助使用者
預(yù)期SLM的損壞閾值水平的實(shí)用指南捞镰。
一凸丸、簡(jiǎn)介
激光引起的損傷的原因主要有兩類：
熱吸收-產(chǎn)生于SLM中一種或多種材料對(duì)激光能量的吸收屎慢。這種損傷形式一般適用于連續(xù)波(CW)激光器、長(zhǎng)脈沖(單脈沖長(zhǎng)度≥1 ns)激光
器和高重復(fù)率的激光器腻惠，這些激光器的平均功率可以非常高欲虚。
介電擊穿-當(dāng)高峰值功率密度的激光器以超過(guò)熱吸收速率的速度將電子從材料中剝離而導(dǎo)致燒蝕損傷時(shí)發(fā)生。這種損傷形式一般適用于
具有高峰值功率的短脈沖激光器為了說(shuō)明這些概念苍在，圖1-圖5舉例說(shuō)明了隨時(shí)間變化的激光功率密度曲線(紅色單線)和材料溫度(藍(lán)色雙
線)。每條曲線顯示了高脈沖功率密度如何能立即導(dǎo)致介質(zhì)擊穿寂恬，以及在整個(gè)激光脈沖周期中材料溫度如何升高莱没，從而接近熱損傷點(diǎn)。
不同的材料有不同的吸收率饰躲，不同的熱損傷溫度牙咏，不同的介電擊穿等級(jí)。
圖1 連續(xù)波激光摔握，損傷由高平均激光功率密度引起的熱效應(yīng)導(dǎo)致。降低功率密度丁寄，可以防止損壞
圖2 長(zhǎng)脈沖激光氨淌，高功率密度引起的熱損傷伊磺。減小峰值功率或減小脈沖寬度以防止損壞
圖3 短脈沖激光屑埋，高功率密度引起的介質(zhì)擊穿豪筝。降低峰值功率密度摘能，防止損壞
圖4 短脈沖激光器徊哑，低重復(fù)率，無(wú)損傷
圖5 短脈沖激光莺丑，高重復(fù)率導(dǎo)致熱損傷。降低峰值功率密度或降低重復(fù)率梢莽，以防止損壞
二、 激光損傷的定義
為了充分理解激光損傷原理昏名，首先有必要定義一些關(guān)鍵術(shù)語(yǔ)和變量，這些術(shù)語(yǔ)將用于下面的方程中轻局，請(qǐng)參閱表1和圖6來(lái)了解這些術(shù)
語(yǔ)。這些術(shù)語(yǔ)與ISO標(biāo)準(zhǔn)21254“激光損傷閾值試驗(yàn)方法”中定義的術(shù)語(yǔ)一致仑扑。
SLM的脈沖激光器的LIDT值通常用能量密度或通量積分（單位： J/cm2）表示览爵。如果脈沖具有矩形輪廓蜓竹，如圖6所示，能量通量積分F
等于峰值功率Ppk乘以脈沖持續(xù)時(shí)間T俱济，再除以激光光斑面積A，見(jiàn)公式1蛛碌。
圖6 一個(gè)脈沖激光器的矩形“能量-時(shí)間”剖面
(1)
如果脈沖具有高斯形狀左医，如圖7所示，計(jì)算通常使用由高斯分布的1/e2功率級(jí)定義的脈沖持續(xù)時(shí)間來(lái)完成浮梢。在這種情況下跛十，能量E的定
義如公式2所示秕硝。激光光斑面積如式3所示，其中d為光束直徑奈偏。這導(dǎo)致通量F的計(jì)算如公式4所示
圖7 A高斯時(shí)間剖面脈沖激光器
三、SLM的激光損傷閾值測(cè)試光路
Meadowlark光學(xué)使用如下光路測(cè)試SLM的損傷閾值惊来。該測(cè)試的目的是確定SLM對(duì)各種激光光源的光強(qiáng)損傷閾值。光學(xué)測(cè)試配置示意圖
如圖8所示
圖8 光學(xué)測(cè)試配置棺滞，A=光圈，BP =光束輪廓儀枉证，F(xiàn)M=反光鏡，HW=半波延遲器室谚，L=透鏡，D=探測(cè)器崔泵，P=偏振器
最初，光束輪廓儀被置于“BP或D1”位置憎瘸，其具有與FM1到SLM的相同路徑長(zhǎng)度。 使用FM1的位置，捕獲光束直徑和輪廓并測(cè)量，為我
們提供將出現(xiàn)在SLM上光束的區(qū)域信息含潘，用于后續(xù)功率密度計(jì)算。 然后將閃耀光柵的相位寫入SLM以將進(jìn)入的激光束轉(zhuǎn)向到遠(yuǎn)場(chǎng)中發(fā)
生的第一階衍射位置遏弱。 然后將光束輪廓儀移動(dòng)到位于L2的焦平面的“BP或D2”位置。 這可以將SLM上的相位遠(yuǎn)場(chǎng)傅立葉平面成像漱逸，使
得可以通過(guò)調(diào)節(jié)光圈尺寸和位置來(lái)分離第一階衍射光束。 這使得當(dāng)光束輪廓儀用探測(cè)器替換時(shí)饰抒，能夠監(jiān)視第一階衍射能量肮砾。
對(duì)于實(shí)際測(cè)試袋坑，將激光器設(shè)置為最大功率，并使用P1婆誓，HW和P2的集合來(lái)改變?nèi)肷涞絊LM上的功率也颤。 P2具有固定的方向洋幻，以確保偏振
是線性的翅娶，并且相對(duì)于SLM處于固定的軸上。 將FM1放在適當(dāng)?shù)奈恢贸П樱缓髮1和HW繞光軸旋轉(zhuǎn)输吏，以達(dá)到在D1上測(cè)得的所需激光能
量，并記錄該能量讀數(shù)贯溅。 然后將FM1翻轉(zhuǎn)到適當(dāng)?shù)奈恢弥袈龋Ⅻc(diǎn)亮SLM它浅。 一旦D2以脈沖激光頻率實(shí)現(xiàn)了同步鎖定，就記錄D2上的讀
數(shù)鄙麦。
然后繪制D1中的能量與D2處的能量之比典唇，并進(jìn)行監(jiān)控。 如果該比率急劇變化介衔，則SLM將不再以相同的效率將光引導(dǎo)至一階衍射位置，這表明已編程的相位光柵發(fā)生了變化炎咖，因此發(fā)生了激光引起的損壞寒波。
您可以通過(guò)我們的官方網(wǎng)站了解更多的產(chǎn)品信息，或直接來(lái)電咨詢4006-888-532俄烁。
展示全部 
展示全部
