Измерение показателя поглощения кварцевого стекла в ближнем инфракрасном диапазоне

Деркач И.Н., Добиков А.В., Гладкий В.Ю., Санников Г.П., Мальцева Н.С., Скоблова М.В.

Ссылка для цитирования:

Деркач И.Н., Добиков А.В., Гладкий В.Ю., Санников Г.П., Мальцева Н.С., Скоблова М.В. Измерение показателя поглощения кварцевого стекла в ближнем инфракрасном диапазоне // Оптический журнал. 2026. Т. 93. № 2. С. 28–35. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-02-28-35

Derkach I.N., Dobikov A.V., Gladkiy V.Yu., Sannikov G.P., Maltseva N.S., Skoblova M.V. Measurement of the silica glass absorption index in near infrared range [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2026. V. 93. № 2. P. 28-35. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2026-93-02-28-35

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Показатель поглощения пластин, изготовленных из плавленого кварца. Цель работы. Измерение показателя поглощения плавленого кварца на длине волны излучения 793,4 нм. Исследование пространственной неоднородности показателя поглощения в пределах апертуры оптических образцов. Метод. Измерение показателя поглощения проведено фототермическим методом с использованием датчика Шэка–Гартмана. Методика измерения основана на контроле волнового фронта излучения, проходящего через образец, подвергаемый локальной тепловой нагрузке за счёт облучения лазером и последующем создании цифрового двойника образца. Моделирование процессов нагрева и деформаций образцов выполнено методом конечных элементов. Относительная погрешность измерения — 20%. Основные результаты. Среднее значение показателя поглощения в трёх образцах составило от 0,6ґ10^–5 до 1,5ґ10^–5 см^–1. В одном из образцов зарегистрирована большая пространственная неоднородность поглощения. Отношение максимального поглощения к минимальному в нём равняется 1,7. Практическая значимость. Полученные результаты могут быть использованы для расчёта термоаберраций оптических систем лазеров ближнего инфракрасного диапазона, в которых оптические элементы изготовлены из кварцевого стекла.

Ключевые слова:

лазерная оптика, плавленый кварц, показатель поглощения, метод конечных элементов, волновой фронт, датчик Шэка–Гартмана

Коды OCIS: 350.6830, 160.6030, 260.3060

Список источников:

1. Власова К.В., Коновалов А.Н., Макаров А.И., Андреев Н.Ф., Кожеватов И.Е., Силин Д.Е. Синтетический кристаллический кварц как оптический материал для силовой оптики // Известия вузов. Радиофизика. 2019. Т. 62. № 6. С. 490–498. Vlasov K.V., Konovalov D. N., Makarov A.I., Andreev N.F., Kozhevatov I.E., Silin D.E. Synthetic crystalline quartz as an optical material for power optics // Radiophysics and Quantum electronics. 2019. V. 62. № 6. P. 439–446. https://doi.org/10.1007/s11141-019-09989-4 2. Hild S., Lück H., Winkler W. et al. Measurement of a low-absorption sample of oh-reduced fused silica // Applied optics. 2006. V. 45. № 28. P. 7269–72. https://doi.org/10.1364/AO.45.007269 3. ISO 11551:2019. Optics and photonics. Lasers and laser-related equipment. Test method for absorptance of optical laser components. 05/11/2019. Geneva, ISO. 24 p. 4. Willamowski U., Ristau D., Welsch E. Measuring the absolute absorptance of optical laser components // Applied optics. 1998. V. 37. № 36. P. 8362–8370. https://doi.org/ 10.1364/ao.37.008362 5. Kao K.С., Davies T.W. Spectrophotometric studies of ultra low loss optical glasses-I: single beam method // Journal of Scientific Instruments (Journal of Physics E). 1968. V. 1. № 11. P. 1063–1068. https://doi.org/10.1088/0022-3735/1/11/303 6. Скворцов Л.А. Лазерная фототермическая спектроскопия индуцированного светом поглощения // Квантовая электроника. 2013. Т. 43. № 1. С. 1–13. Skvortsov L.A. Laser photothermal spectroscopy of light-induced absorption // Quantum Electron. 2013. V. 43. № 1. P. 1–13. https://doi.org/ 10.1070/QE2013v043n01ABEH014912 7. Лукьянов А.Ю., Погорелко А.А. Фазовый (интерференционный) фототермический метод для раздельного измерения поверхностного и объемного поглощения // Журнал технической физики. 2002. Т. 72. № 5. С. 72–77. Luk’yanov A.Yu., Pogorelko A.A. Phase (interferometric) photothermal method for separate measurements of surface and volume absorption // Technical Physics. 2002. V. 47. № 5. P. 585–590. https://doi.org/10.1134/1.1479987 8. Yoshida S., Reitze D.H., Tanner D.B., Mansell J.D. Method for measuring small optical absorption coefficients with use of a Shack–Hartmann wave-front detector // Applied optics. 2003. V. 42. №. 24. P. 4835–4840. https://doi.org/10.1364/AO.42.004835 9. Mann K.R., Bayer A., Leinhos U., Gloger J., Rousseau T., Schäfer B. Photo-thermal measurement of absorption and wavefront deformations in fused silica // Laser-Induced Damage in Optical Materials: 2008. Proceedings of SPIE — The International Society for Optical Engineering. 2008. V. 7132. 71321F. P. 1-11. https://doi.org/10.1117/12.804565