雷射光學 - 吸收

雷射光可透過多種不同方式，在 光學基材 內部吸收。在組成光學介質的原子中，其離散能量位準中的電子會吸收輻射光子，並推向半穩定狀態的更高能量位準。之後電子回到較低的能量位準時，前述原子會透過自發發射方式，發出螢光及發射輻射（光子）。 意外產生的 螢光 會導致能量損耗，干擾訊號偵測，不利於雷射光學應用。螢光通常近乎等向，於所有方向擴散，讓情況更雪上加霜。螢光一般是由基材雜質造成，例如稀土離子。

例如紫外線級的熔融石英會在紫外線及可見光光譜展現高穿透率，不過穿透率在 1.4μm、2.2μm 及 2.7μm 會因為吸收氫氧 (OH-) 離子雜質而降低。同時紅外線級熔融石英的 OH- 離子含量較低，可於整個近紅外線光譜提供更高的穿透率 (圖 1)。更多詳情請參閱 紫外線與紅外線級熔融石英。

圖 1: Transmission data for UV and IR grade fused silica for a 5mm thick sample without Fresnel reflections¹

光學介質也可能以熱能或熱的形式吸收輻射。熱點是指 材料不均勻 或 次表面損傷 造成的局部過熱情形，可能導致光學產品更快退化。暴露在紫外線或 X 光等高能量輻射下，會導致材料老化、改變顏色，並形成吸收特定波段的發色中心，以增加吸收。因此重要的是瞭解各種不同類型的輻射（包括雷射輻射），是如何以什麼方式由不同玻璃類型吸收，以減緩損傷程度。

參考資料

1. “Corning HPFS® 7979, 7980, 8655 Fused Silica.” Corning, February 2014.