Suivi et compréhension des événements de dommages laser dans l'optique - Partie 09

3 Évaluation fonctionnelle des dommages au laser et technologie de prétraitement au laser

Qu'il s'agisse de défauts microscopiques ou de précurseurs de dommages laser nanoscopiques, la distribution et la quantité dans les matériaux ou composants optiques sont étroitement liées au processus de fabrication. Les technologies de traitement et de fabrication à faible défaut ont joué un rôle important dans la promotion de la fabrication de matériaux et de composants laser à haute puissance. Cependant, en tant que plus grand projet laser, le pilote laser ICF possède le plus grand nombre et la plus grande taille de composants optiques à ce jour. Dans les projets à grande échelle, il est nécessaire d'éviter les dommages laser induits par les défauts et les précurseurs, et d'augmenter le flux de sortie des lasers à grande échelle. Il est irréaliste de s'attendre à une production de masse de matériaux et de composants optiques "zéro défaut", il est donc nécessaire d'équilibrer la contradiction entre la capacité de production et le contrôle des défauts. Partant du constat que les dommages induits par des défauts ou des précurseurs sont généralement une structure locale en forme de fosse dont la taille peut être contrôlée, LLNL aux États-Unis a proposé un système d'évaluation des seuils de dommages fonctionnels qui tolère l'existence de certains points de dommages. La taille du point d'endommagement est contrôlée pour être la plus petite et la plus stable, et une série de méthodes de post-traitement sont proposées, parmi lesquelles la technologie de pré-traitement au laser a la plus grande valeur d'application technique.

3.1 Méthode d'évaluation du seuil d'endommagement laser fonctionnel pour les composants optiques à grande ouverture

Les dommages laser dits fonctionnels se manifestent principalement sous deux aspects : premièrement , les dommages locaux causés par l'irradiation laser doivent être suffisamment faibles pour ne pas modifier de manière significative les propriétés optiques du composant, telles que la réflectivité, la transmission, etc., et non modifier de manière significative les caractéristiques du faisceau transmis, afin de ne pas affecter la fonction globale des composants du système ; deuxièmement, ces dommages locaux doivent être stables et le phénomène de croissance de taille ne se produira pas lors d'irradiations multiples dans les conditions de flux de conception du système laser. De toute évidence, les dommages fonctionnels doivent être basés sur le système laser et les fonctions des composants, et les points de dommages doivent être définis en termes d'échelle, de densité et de stabilité. À l'heure actuelle, les critères du projet américain NIF pour juger des dommages fonctionnels causés par le laser aux composants optiques à grande ouverture sont :

•   La dimension transversale du point d'endommagement ne dépasse pas 280 µm ;

•   La zone d'ombrage causée par tous les points endommagés ne dépasse pas 0,01 % de la zone de transmission de la lumière du composant ;

•   La taille du point endommagé n'augmente pas sous l'irradiation ultérieure des impulsions laser ;

•   La proportion d'ablation au plasma après prétraitement au laser des composants diélectriques à couches minces ne doit pas dépasser 3 %.