光学薄膜激光损伤阈值测试原理详解

光学薄膜的损伤是许多因素共同作用的结果，具有较大的随机性，很难准确测量得到损伤阈值，因此在损伤测试的过程中通常使用多点测试的方法来解决这个问题。

S-on-1、R-on-1、N-on-1 和1-on-1 这四种损伤测试方式是薄膜损伤阈值测定的主要方法。

(1) S-on-1测试方法

S-on-1测试法又被叫做多脉冲测试法，使用能量密度固定的激光对薄膜样品表面进行辐照，对每个点以极短的时间间隔辐照S次且实时监控损伤情况，如果辐照不到S次就产生了损伤则立刻停止并转而辐照下一个测试点。辐照次数S取决于不同薄膜材料的特性。由于薄膜损伤是通过累积获得的,因此不能准确判断损伤来自于哪一次的脉冲。

(2) R-on-1测试方法

与S-on-1方法相比，不同点在于R-on-1测试方法在测量过程中不断改变激光能量密度(不断增大)，激光辐照到测试点并实时探测薄膜损伤情况。薄膜造成损伤时对应的激光能量密度，即为对应检测点的单点损伤阈值，将多个单点损伤阈值求均值即为样品的薄膜损伤阈值。此方法可以获得多组数据，并通过比较损伤阈值幅值分析样品表面的均匀性，并可以以此为依据改良镀膜技术。缺点是由于样品表面的杂质等因素，激光多次辐照后容易产生热效应的累积和预处理效应，导致损伤阈值与实际情况存在差异。

(3) N-on-1测试方法 N-on-1测试方法的基本步骤与R-on-1相同，但N-on-1测试方法提高了激光能量密度的增幅，加大了脉冲时间的间隔。其优点是提升了测试效率。 (4) 1-on-1测试方式 1-on-1测试方法又叫做单脉冲测试法，使用固定能量密度的激光照射样品上的单个点，至少选取10 个测试点且每个点只辐照一次，辐照完成后计算样品点的损伤几率，然后增加能量密度,通过相同方法进行下一功率的辐照。后续继续增加能量密度，直到薄膜损伤率达到100%。整个过程得到的结果必须包含损伤几率为0%以及损伤几率为100%的数据，然后拟合数据从而得出损伤阈值。该方法可以完成多种材料的损伤阈值的测量，且测量所得结果是准确的、普适的。

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审核编辑：黄飞