氧等离子体诱导惰性全氟聚合物改性的增透膜制备与性能研究

基本信息
批准号:61805221
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:23.00
负责人:陈姝帆
学科分类:
依托单位:中国工程物理研究院激光聚变研究中心
批准年份:2018
结题年份:2021
起止时间:2019-01-01 - 2021-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:黄传群,陈百利,李晓佳,庞晓,董宏基
关键词:
全氟聚合物溅射防护增透改性氧等离子体光学性质
结项摘要

Debris mitigation is vital for high-peak-power laser systems since the impulsive debris can pollute and damage the optical components and diagnostic facilities. Until now, the most usual material used for debris shield is silica. But the expensive silica has some disadvantages including easy to broken, hard to assemble. Most notably, its self-phase modulation and self-focusing effect can make the whole system heavy-laden. Perfluoropolymer film is attractive and potential for debris mitigation due to its perfect properties such as low cost, low absorption, and high laser damage threshold. However, the film has a high reflectivity and the inert surface is difficult to achieve antireflection, which restrain the application for debris shield. In this project, we focus on the optical antireflection of fluorinated ethylene propylene (FEP) throughout combining oxygen plasma modification and SiO2 sol-gel coating techniques. The influence of oxygen plasma treatment condition on chemical structure and properties of the inert FEP surface will be investigated systematically. The mechanism of FEP surface modification induced by oxygen plasma will be revealed. The interaction mechanism of FEP surface and SiO2 sol-gel will be investigated thoroughly. The project will provide a new technique approach for debris mitigation in high-peak-power laser systems and is hopeful to expend the application of inert perfluoropolymer further.

高功率激光系统中的靶溅射物会对光学元件及诊断设备造成污染和损坏,需加以防护。一直以来,石英光学元件被广泛用于靶溅射防护,但昂贵的石英材料不仅易破损、难装校,其固有的自相位调制、自聚焦等先天不足,还对整个光路系统带来了额外负担。全氟聚合物薄膜以其低成本、低吸收、高激光抗损等特性,在靶溅射防护领域极具应用潜力,但却受限于反射率较高,而其惰性表面又难于增透。本项目以氟化乙丙共聚物(FEP)为切入点,结合氧等离子体表面修饰和SiO2溶胶-凝胶镀膜技术,实现FEP薄膜大面积增透。为了深入挖掘FEP在靶溅射防护领域的应用潜力,本项目将系统研究不同氧等离子体状态对FEP表面化学结构类型及分布特征的影响规律,揭示氧等离子体诱导FEP惰性表面改性的内在机制,并深入探究改性后FEP表面与SiO2溶胶-凝胶的相互作用机制。该项目为高功率激光靶溅射防护提供了全新的技术思路,并有望进一步拓展全氟聚合物的应用领域。

项目摘要

高功率激光系统中的靶溅射物会对光学元件及诊断设备造成污染和损坏,需加以防护。一直以来,石英光学元件被广泛用于靶溅射防护,但昂贵的石英材料不仅易破损、难装校,其固有的自相位调制、自聚焦等先天不足,还对整个光路系统带来了额外负担。全氟聚合物薄膜以其低成本、低吸收、高激光抗损等特性,在靶溅射防护领域极具应用潜力,但却受限于反射率较高,而其惰性表面又难于增透。本项目以氟化乙丙共聚物(FEP)为切入点,结合氧等离子体表面修饰和SiO2溶胶-凝胶镀膜技术,实现了FEP薄膜得大面积增透。为了深入挖掘FEP在靶溅射防护领域的应用潜力,本项目系统研究了不同氧等离子体状态对FEP表面化学结构类型及分布特征的影响规律,揭示了氧等离子体诱导FEP惰性表面改性的内在机制,并深入探究了改性后FEP表面与SiO2溶胶-凝胶的相互作用机制。该项目为高功率激光靶溅射防护提供了全新的技术思路,并有望进一步拓展全氟聚合物的应用领域。

项目成果
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数据更新时间:2023-05-31

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