近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所精密光學(xué)制造與檢測中心研究團隊結(jié)合化學(xué)深刻蝕和激光拋光對精磨后的熔石英玻璃進行加工，獲得了具有超光滑表面和高激光損傷閾值的熔石英元件。相關(guān)研究成果發(fā)表于Optics Letters。

圖1 (a) 激光拋光光路示意圖 (b) 復(fù)合工藝過程中樣品表面形貌變化

圖2 不同工藝處理下的熔石英元件 (a)表面損傷概率 (b)污染元素深度分布

熔石英元件的紫外激光損傷是制約高功率激光系統(tǒng)發(fā)展的關(guān)鍵問題。熔石英玻璃的傳統(tǒng)加工方法歷經(jīng)成型、研磨和機械化學(xué)拋光等工藝手段，該方法實現(xiàn)超光滑表面耗時長，且易引起元件的表面和亞表面缺陷，導(dǎo)致元件的表面損傷閾值大幅降低。

該研究中，研究團隊通過結(jié)合兆聲化學(xué)刻蝕和激光熔融拋光對精磨熔石英玻璃進行后續(xù)加工，化學(xué)深刻蝕首先打開精磨后的亞表面缺陷，再經(jīng)過激光高精度拋光獲得超光滑表面。采用該復(fù)合工藝加工的熔石英元件與傳統(tǒng)工藝加工的元件相比，具有更高的紫外損傷閾值且耗時更短。該研究為高激光損傷閾值熔石英元件的加工提供了新思路。

該項工作得到國家自然基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、上海揚帆計劃的支持。