大連化物所揭示化學激光腔鏡薄膜自潔凈機理

　　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的相互作用機理研究中取得進展，揭示了環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，實現了對薄膜親疏水特性的顯著調控，為解決環境污染易影響高品質強光元件的損傷閾值和熱致形變問題提供了理論基礎和實踐依據。

　　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（化學反應物和生成物）的吸附及其誘導環境中灰塵等污染的吸附是導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用中可發揮重要作用。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，真正實現氧化鈰薄膜在自潔凈領域的應用，還需要了解它和增益介質的相互作用方式，并根據使用需求對其進行調控。針對該問題，研究人員制備出高透光性摻氧化鈰光學薄膜，系統研究了不可控環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控中發揮的關鍵作用，對開發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Oxide-water Interaction and Wetting Property of Ceria Surfaces Tuned by High-temperature Thermal Aging為題，發表在《應用表面科學》（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新促進會等的資助。

環境吸附對化學激光腔鏡薄膜表面潤濕性能具有重要影響