近期,中國科學院上海光學精密機械研究所高功率激光元件技術(shù)與工程部王胭脂研究員團隊在二氧化釩連續(xù)激光相變研究方面取得進展,相關(guān)成果以“Damage mechanism and protective performance of vanadium dioxide under continuous-Wave laser irradiation”為題發(fā)表于Applied Surface Science。
二氧化釩(VO?)廣泛應用于智能材料、電子設(shè)備和能源技術(shù)等領(lǐng)域,是制造光學限幅器的適宜材料。其具有獨特的金屬-絕緣體轉(zhuǎn)變(MIT)性質(zhì),當溫度達到約68°C時,VO?會發(fā)生從絕緣態(tài)到金屬態(tài)的相變。然而,關(guān)于其相變行為和在連續(xù)激光照射下的損傷機制的研究仍然有限。 氧化釩連續(xù)激光相變模擬
研究人員通過光學色散計算模型獲得了決定VO?性能的溫度依賴光學常數(shù),并研究了單層VO?光學限幅器在1064 nm連續(xù)激光照射下的相變行為和損傷機制。結(jié)果表明,較高的激光功率造成了VO?在損傷區(qū)域的部分氧化,生成了新的V?O?,導致?lián)p傷區(qū)相變前后的透過率高于未損傷區(qū)域的透過率。此外,研究人員結(jié)合材料色散模型計算結(jié)果,設(shè)計了一種基于VO?的Fabry–Pérot光學限幅器,該限幅器在工作狀態(tài)下表現(xiàn)出比單層VO?更高的光透過率和更低的反射率,在限幅狀態(tài)下則表現(xiàn)出更低的透過率。這些研究為進一步優(yōu)化基于VO?的光學限幅器提供了參考,相關(guān)研究在非線性光學調(diào)控、微納集成、智能光學系統(tǒng)中有重要意義。
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