氧化釩連續(xù)激光相變模擬

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、電子設備和能源技術等領域，是制造光學限幅器的適宜材料。其具有獨特的金屬-絕緣體轉變(MIT)性質，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。

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，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?，導致損傷區(qū)相變前后的透過率高于未損傷區(qū)域的透過率。此外，研究人員結合材料色散模型計算結果，設計了一種基于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，相關研究在非線性光學調控、微納集成、智能光學系統(tǒng)中有重要意義。

該工作得到了國家重點研發(fā)計劃等項目支持。

審核編輯 黃宇