環(huán)境吸附對化學激光腔鏡薄膜表面潤濕性能具有重要影響

近日，中國科學院大連化學物理研究所化學激光研究室研究員金玉奇、李剛團隊在化學激光腔鏡薄膜與增益介質(zhì)的相互作用機理研究中取得進展，揭示了環(huán)境吸附對化學激光腔鏡薄膜表面潤濕性能的重要影響，并進一步通過引入純化和鈍化處理工藝，實現(xiàn)了對薄膜親疏水特性的顯著調(diào)控，為解決環(huán)境污染易影響高品質(zhì)強光元件的損傷閾值和熱致形變問題提供了理論基礎(chǔ)和實踐依據(jù)。

環(huán)境吸附對化學激光腔鏡薄膜表面潤濕性能具有重要影響

不同于其他激光體系，化學激光在使用過程中，腔鏡膜表面對增益介質(zhì)（化學反應(yīng)物和生成物）的吸附及其誘導(dǎo)環(huán)境中灰塵等污染的吸附是導(dǎo)致強光光學元件損傷閾值降低和熱致形變增大的重要因素。因此，找到一種使強光光學元件表面不被污染的方法，在高能激光的實際應(yīng)用中可發(fā)揮重要作用。研究人員通過大量實踐，辨析并確認膜表面微區(qū)缺陷極易成為吸附活性位點，通過引入純化和鈍化在線處理或后處理工藝，可有效降低缺陷密度、提高性能，進而保障重大工程項目。

研究人員通過引入具有自清潔特性的光學薄膜，為強光光學元件的表面防護提供了新策略。氧化鈰具有透光性好、熱穩(wěn)定性高、抗摩擦能力強等特點，成為強光光學元件自潔凈光學薄膜材料的一個補充選擇。由于疏水和親水表面能夠起到不同的去污防塵作用，因此，真正實現(xiàn)氧化鈰薄膜在自潔凈領(lǐng)域的應(yīng)用，還需要了解它和增益介質(zhì)的相互作用方式，并根據(jù)使用需求對其進行調(diào)控。針對該問題，研究人員制備出高透光性摻氧化鈰光學薄膜，系統(tǒng)研究了不可控環(huán)境吸附對氧化鈰薄膜本征特性的干擾，并闡明了純化和鈍化處理工藝在氧化鈰薄膜潤濕特性調(diào)控中發(fā)揮的關(guān)鍵作用，對開發(fā)基于氧化鈰的自潔凈光學薄膜器件具有重要意義。

該系列工作的部分研究成果以O(shè)xide-water Interaction and Wetting Property of Ceria Surfaces Tuned by High-temperature Thermal Aging為題，發(fā)表在《應(yīng)用表面科學》（Applied Surface Science）上。研究工作獲得國家自然科學基金和中科院青年創(chuàng)新促進會等的資助。

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