激光薄膜损伤阈值的检测
抗激光损伤阈值
抗激光损伤阈值简介激光技术在军事、医疗、科研等领域得到广泛应用，但激光对材料和设备的损伤也是一个不可忽视的问题。
为了保护材料和设备免受激光损伤，研究人员对抗激光损伤阈值进行了深入研究。
本文将介绍抗激光损伤阈值的定义、测量方法以及相关应用。
定义抗激光损伤阈值是指材料或设备能够承受的最大激光功率密度，超过该功率密度就会导致材料或设备发生损伤。
通常以单位面积上的功率密度来表示，单位为瓦/平方厘米（W/cm²）。
测量方法全场测量法全场测量法是一种常用的抗激光损伤阈值测量方法。
该方法通过扫描一个高功率连续波或脉冲激光束在材料表面的区域，观察并记录材料表面出现明显损伤的最小功率密度。
全场测量法能够快速确定材料的抗激光损伤阈值，但由于测量过程中可能产生较大的热效应，因此需要注意合理选择激光功率和扫描速度。
点测量法点测量法是另一种常用的抗激光损伤阈值测量方法。
该方法通过将一个高功率连续波或脉冲激光束聚焦在材料表面的一个小点上，逐渐增加激光功率密度直到出现明显损伤为止。
点测量法能够更精确地确定材料的抗激光损伤阈值，但由于测量过程中可能产生较大的局部热效应，因此需要注意合理选择激光功率和聚焦方式。
影响因素抗激光损伤阈值受多种因素影响，主要包括以下几个方面：材料特性材料的吸收系数、热导率、熔点等特性对其抗激光损伤阈值有重要影响。
一般来说，具有较高吸收系数和热导率的材料更能够承受较高的激光功率密度而不发生损伤。
激光参数激光的波长、脉冲宽度、重复频率等参数对抗激光损伤阈值也有一定影响。
不同波长的激光在材料中的吸收情况不同，因此其抗激光损伤阈值也会有所差异。
环境条件环境温度、湿度等条件对材料的抗激光损伤阈值也会产生影响。
高温和高湿度环境下，材料往往更容易受到激光损伤。
应用军事领域在军事领域，抗激光损伤阈值是评估装甲材料、飞行器外壳等设备在战场上是否能够抵御敌方激光武器攻击的重要指标。
通过研究和提高装甲材料的抗激光损伤阈值，可以提高战机、坦克等军事装备的生存能力和作战效能。
激光损伤阈值测试
激光损伤阈值测试Laser Damage Threshold TestingLaser Damage Threshold (LDT) is one of the most importantspecifications to consider when integrating an optical component intoa laser system. Using a laser in an application offers a variety ofbenefits to a standard light source, including monochromaticity,directionality, and coherence. Laser beams often contain high energies, though, and are capable of damaging sensitive optical components.When integrating a laser into an optical system, it becomes crucial tounderstand the effects of laser beams on optical surfaces and how laser damage threshold is quantified for optical components.The degree of damage induced to an optical component by a laser beam is highly dependent on the type of laser being used. Thermally-induced damage occurs under Continuous Wave (CW) laser operation. During exposure to the CW laser, the optical material may not have sufficient time to thermally relax, and failure can occur due to thermal damage to the bulk material or the optical coating. Alternatively, the damage caused by a short, intense laser pulse is due to ionization: the breakdown of the molecular bond. The electric field generated by the laser beam at the optical surface stimulates electrons at the outer energy band, causing ionization. However, it is important to keep in mind that lasers with long pulse widths (<10s) or high repetition rates(>10MHz) may also cause thermally induced damage. For these reasons, understanding laser damage threshold is crucial to designing and maintaining an optical system. -6T esting Laser Damage ThresholdLaser-induced damage threshold testing is a good method for quantifying the amount of electromagnetic radiation an optical component can withstand. There are a variety of different LDT tests. For example, Edmund Optics follows the ISO-11254 procedures and methods, which is the industry standard for determining the laser damage threshold of an optical component. Utilizing the ISO-11254 standard enables the fair comparison between optical components from different manufacturers.Edmund Optics' LDT testing is conducted by irradiating a number of test sites with a laser beam atdifferent energy densities for pulsed lasers, or different power densities for CW lasers. The energy density or power density is incrementally increased at a minimum of ten sites at each increment. The process is repeated until damage is observed in 100% of the irradiated sites. The LDT is the highest energy or power level at which no damage is observed in any of the irradiated sites. Inspection of the sites is done with a Nomarski-type Differential Interference Contrast (DIC) microscope with 100X - 150X magnification. Visible damage is observed and the results are recorded using pass/fail criteria. Figure 1 is a typical damage probability plot of exposure sites as a function of laserpulse energy.In addition to uncoated optical components, optical coatings are also subject to damage from the presence of absorption sites and plasma burn. Figure 2 is a real-world image of coating failure due to a coating defect. For additional information on the importance of LDT testing on coatings, view The Complexities of High-Power Optical Coatings.Figure 1:Exposure Histogram of Laser Damage Threshold Probability versus Exposure SiteFigure 2: Coating Failure from 73.3 J/cm3 Source due to Coating DefectDefining Laser Damage ThresholdThere are many variables that affect the Laser Damage Threshold (LDT) of an optical component. These variables can be separated into three categories: laser, substrate, and optical coating (Table 1).LDT is typically quantified with units of power or energy densities for CW and pulsed lasers, respectively. Power density is the power per cross-sectional beam area. Similarly, energy density is the energy per cross-sectional beam area of a specific pulse duration. Lasers are available with a multitude of different wavelengths and pulse durations, therefore, it is important that the optical component's LDT is suitable for the laser's parameters. As a general rule of thumb, Newton's square root scaling factor can be used to determine whether a laser can be used with an optic that is not rated at thesame LDT pulse duration specification. Equation 1 calculates a new LDT for the different pulse duration.(1)The LDT(y) is the estimated LDT for laser Y, and LDT(x) is the specified LDT for laser x. τ is the pulse duration for laser y, and τ is the pulse durat ion for laser x. Additionally, since the energy of a photon is inversely proportional to its wavelength, then theoretically the LDT scales linearly as a function of wavelength, as expressed in Equation 2. yx(2)Where PD is the Power or Energy Density at the new wavelength, PD is the Power or Energy Density at the old wavelength, λ is the new wavelength, and λ is the old wavelength. A laser with a PD of 2 W/cm at 1064nm would have a power density of 1 W/cm at 532nm, 0.667 W/cm at 355nm, etc. (y)(x)yxCW222There are some drawbacks to the scaling, as there are non-linear effects associated with the conversion. However, they are a good rule of thumb for estimating the LDT of an optic at varying wavelengths and pulse durations. Note: Optical manufacturers only guarantee the specified LDT, not scaled estimations. Laser Damage Threshold (LDT) testing is crucial when working with laser optics. Understanding how LDT is tested and defined helps choose the right optical components for the application. Laser optics thatare designed with an LDT that is suitable for a given laser ensure superior results and product lifetime, and help avoid additional expenses due to damaged components.。
《激光损伤阈值测试系统研究》
《激光损伤阈值测试系统研究》一、引言随着激光技术的飞速发展，激光器在科研、医疗、工业制造等多个领域的应用越来越广泛。
然而，激光对材料或生物组织的损伤问题一直是限制其广泛应用的关键因素之一。
为了更好地保障激光应用的安全性及效率，研究并开发一种高效且精确的激光损伤阈值测试系统显得尤为重要。
本文将针对激光损伤阈值测试系统的研究进行详细探讨。
二、激光损伤阈值的基本概念激光损伤阈值是指激光照射到材料或生物组织上，产生损伤的最小激光能量密度或功率密度。
准确测定激光损伤阈值对于评估激光器性能、保障使用安全具有重要意义。
三、现有激光损伤阈值测试系统的不足目前，虽然已有多种激光损伤阈值测试系统，但仍然存在一些不足。
如系统精度不高、操作复杂、测试周期长等，这些问题限制了激光损伤阈值测试的准确性和效率。
因此，有必要对现有系统进行改进和优化。
四、新型激光损伤阈值测试系统的研究针对现有系统的不足，我们提出了一种新型的激光损伤阈值测试系统。
该系统采用先进的激光技术、光电检测技术和数据处理技术，实现了高精度、高效率的激光损伤阈值测试。
（一）系统构成新型激光损伤阈值测试系统主要由激光器、光学系统、光电检测器、数据处理与控制系统等部分组成。
其中，激光器提供稳定的激光输出；光学系统对激光进行聚焦和调节；光电检测器对损伤进行实时监测；数据处理与控制系统则负责数据的采集、处理和显示。
（二）工作原理新型激光损伤阈值测试系统通过逐步增加激光的能量密度或功率密度，同时实时监测材料的响应，当材料出现损伤时，系统自动记录此时的激光参数，从而得到激光损伤阈值。
此外，系统还具有自动校准和自动修正功能，确保测试的准确性和可靠性。
（三）优点分析新型激光损伤阈值测试系统具有以下优点：1. 高精度：采用先进的光电检测技术和数据处理技术，可实现高精度的激光损伤阈值测试。
2. 高效率：系统自动化程度高，可快速完成测试，提高工作效率。
3. 操作简便：系统界面友好，操作简单，无需专业培训即可使用。
光学薄膜激光损伤阈值
光学薄膜激光损伤阈值
首先，我们需要考虑材料的特性。
光学薄膜通常由多层薄膜堆积而成，而每一层薄膜的光学特性都会影响整体的激光损伤阈值。
这些特性包括折射率、散射损耗、吸收系数等。
不同材料的光学特性会导致其激光损伤阈值有所不同。
其次，激光参数也是影响激光损伤阈值的重要因素。
激光的波长、脉冲宽度、重复频率等参数都会对材料的损伤阈值产生影响。
一般来说，激光波长越短，激光损伤阈值越低；脉冲宽度越短，激光损伤阈值也越低。
此外，环境因素也需要考虑进去。
例如，材料表面的污染、气体等因素都可能影响激光损伤阈值。
另外，激光照射角度、照射时间等也会对损伤阈值产生影响。
最后，制备工艺也会对光学薄膜的激光损伤阈值产生影响。
不同的制备工艺会影响材料的内部结构和缺陷分布，从而影响其激光损伤阈值。
因此，制备工艺的优化对于提高光学薄膜的激光损伤阈值至关重要。
总的来说，光学薄膜的激光损伤阈值受到多方面因素的影响，包括材料特性、激光参数、环境因素和制备工艺。
只有全面考虑这些因素，才能准确评估光学薄膜的激光损伤阈值，从而保证其在实际应用中的稳定性和可靠性。
基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法
基于损伤程度量化评估的光学薄膜元件激光损伤阈值测量方法辛磊;杨忠明;孟君;刘兆军
【期刊名称】《红外与激光工程》
【年(卷),期】2024(53)3
【摘要】光学薄膜元件是高功率激光器中的关键器件,其抗激光损伤的能力对整个激光系统的运行至关重要。
精确测量薄膜元件激光诱导损伤阈值对提升激光器使用寿命与出光效率有着重要意义。
提出一种新型激光损伤程度量化评估法,该方法对薄膜元件在不同能量密度下的激光损伤程度量化分析,通过损伤趋势拟合,评估激光损伤阈值。
对激光损伤区域的量化采用图像超分辨白光显微干涉测量法,可实现纳米量级测量精度。
通过仿真验证该测量方法可实现纳米量级损伤结构的三维重构,重构损伤区域误差小于0.01%。
在实验部分,以激光谐振腔镜及窗口片为测试样品,无需大量重复性激光损伤实验,基于单片样品在一组不同能量密度激光束照射下产生的单次损伤结果实现测量,结果数据与S-on-1方法吻合,偏差小于0.5 J/cm^(2),两个样品多次测量结果的标准差分别为0.361 J/cm^(2)和0.064 J/cm^(2)。
【总页数】10页(P193-202)
【作者】辛磊;杨忠明;孟君;刘兆军
【作者单位】山东大学信息科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TN247
【相关文献】
1.提高光学薄膜激光损伤阈值的途径
2.基于光散射及灰度值作为判据的光学薄膜激光损伤阈值测量系统
3.光学薄膜激光损伤阈值测试方法的介绍和讨论
4.He-Ne散射光检测光学薄膜激光损伤阈值
5.光学薄膜激光损伤阈值的智能检测研究
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He-Ne散射光检测光学薄膜激光损伤阈值
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第２ 卷 第 １ ９ 期 ２０ ０ ８年 １月
文章 编 号 ： ０ ２ ２ ８ （ ０ ８ ０ — １ １０ １ ０ — ０ ２ ２ ０ ） １０ ３ — ５
应 用 光 学
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光学薄膜激光损伤阈值测试系统及其方法与设计方案
本技术涉及一种光学薄膜激光损伤阈值测试方法，包括如下步骤：S1、测试得到光学薄膜单脉冲激光损伤时的激光能量密度Fth；S2、使单脉冲激光对光学薄膜进行辐照，记录下光学薄膜表面激光损伤边界不再增大时的激光损伤区域边界坐标(xi,yi)，同时记录下单脉冲激光辐照的次数n；S3、将激光能量密度的高斯分布与激光损伤区域分布对照，得到光学薄膜多脉冲激光辐照损伤时的激光损伤阈值FN；S4、不断改变入射的激光能量密度，重复执行步骤S2、S3，得到不同脉冲数目的飞秒激光辐照下光学薄膜的激光损伤阈值曲线。
有益效果是不仅仅保证多脉冲激光辐照下光学薄膜激光损伤阈值测量准确性、同时大大提高多脉冲辐照下光学薄膜损伤阈值的测试效率。
技术要求1.一种光学薄膜激光损伤阈值测试系统，其特征在于：所述测试系统包括飞秒激光器(1)、两个反射镜(2)、能量衰减系统(3)、机械快门(4)、聚焦透镜(5)、楔形片(6)、光束质量分析仪(7)、能量计(8)、供光学薄膜(9)放置的二维移动平台(10)、CCD相机(11)和电脑(12)，所述电脑(12)设有数据输出卡(13)和运动控制卡(14)；所述飞秒激光器(1)连接至数据输出卡(13)，所述二维移动平台(10)连接至运动控制卡(14)，所述光束质量分析仪(7)、能量计(8)、CCD相机(11)连接至电脑(12)，所述数据控制卡(13)用于控制飞秒激光器(1)输出飞秒激光，所述运动控制卡(14)用于控制二维移动平台(10)的水平和垂直移动，所述光学薄膜(9)安装在二维移动平台(10)上，所述CCD相机(11)摄像头对准光学薄膜(9)；所述飞秒激光器(1)、两个反射镜(2)、能量衰减系统(3)、机械快门(4)、聚焦透镜(5)、楔形片(6)在一个激光光路上，所述光束质量分析仪(7)和能量计(8)用于分别收集楔形片(6)反射方向的激光光束，所述光束质量分析仪(7)用于激光质量分析，所述能量计(8)用于测量激光的能量；所述光学薄膜(9)表面接收楔形片(6)透射方向的激光光束，所述反射镜(2)、能量衰减系统(3)用于调整飞秒激光器(1)发出的激光能量密度，所述机械快门(4)用于调整到达光学薄膜(9)表面激光的脉冲数目，所述聚焦透镜(5)用于调节激光光束焦点到光学薄膜(9)表面，所述CCD相机(11)用于记录激光光斑在光学薄膜(9)表面的位置。
波长分离薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法及系统与制作流程
本技术公开了一种波长分离薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法及系统，该方法以不同波长激光辐照波长分离薄膜的不同损伤机理及损伤形貌作为依据，将缺陷损伤点对应的致损波长激光进行判定，并将缺陷损伤的时间以及二维空间中位于高斯光斑内的坐标进行判断进行能量密度细化分析，结合缺陷损伤点的深度以及两波长激光各自对应的电场，完成对缺陷损伤点在时间与三维空间的能量密度进行细分，有效地解决了国际标准测试法中，无法判定缺陷损伤对应波长激光能量，将高斯光斑内不均匀分布的激光能量密度以及缺陷损伤点等效的看作为均匀分布，并将峰值能量密度作为缺陷损伤能量密度，忽略缺陷损伤的时间以及纵向电场影响所带来的问题，提高了测试精度。
权利要求书1.一种波长分离薄膜缺陷激光损伤阈值的测试方法，其特征在于，具体包括以下步骤：S1，将经波长分离薄膜分离得到的反射波长激光和透射波长激光同时重叠辐照在金属膜表面，并记录激光光斑在金属膜表面的位置；S2，将测试样品水平移动至金属膜的位置，将反射波长激光和透射波长激光的入射峰值能量密度调制至其各自单独辐照时10％损伤概率对应的激光能量密度；S3，将反射波长激光和透射波长激光同时重叠辐照在测试样品上，记录测试样品上单独出现的缺陷损伤点的坐标和损伤时间；S4，根据记录的缺陷损伤点的坐标和损伤时间以及反射波长激光和透射波长激光的入射峰值能量密度分别计算出反射波长激光和透射波长激光在时间与二维空间维度中累计的激光能量密度；S5，利用扫描电子显微镜观察缺陷损伤点的损伤形貌，根据损伤深度判断出致损激光；根据缺陷损伤点的深度判断其各波长激光对应电场，并结合反射波长激光和透射波长激光在时间与二维空间维度中吸收的激光能量密度计算反射波长激光和透射波长激光在时间与三维空间维度中吸收的激光能量密度；S6，重复步骤S3-S5，将反射波长激光和透射波长激光重叠辐照在测试样品的不同位置，选取出多次辐照中致损激光在时间与三维空间维度吸收的最低的激光能量密度并将该激光能量密度以及其对应的另一波长激光吸收的能量密度作为测试样品的缺陷激光损伤阈值。
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几种光学薄膜激光损伤阈值测量方法的介绍与探讨1.前言光学薄膜现在已经成为各个光学元器件不可或缺的部分，随着高功率激光器件的发展，由于光学薄膜相对于其他光学元件一般具有比较低的激光损伤阈值，因而光学薄膜成为了高功率器件限制功率提高的瓶颈所在，因此提高薄膜的激光损伤阈值显得极为重要。
然而要想提高薄膜的激光损伤阈值，准确的测量薄膜的激光损伤阈值成为了当前亟需解决的难题。
本文系统的总结了1-on-1、S-on-1、R-on-1和光栅扫描四种测试方式，以及normaski相称显微镜观察、等离子体闪光判别等几种判断薄膜损伤方法的原理。
可为薄膜激光损伤阈值的测试提供参考与借鉴。
2.几种损伤阈值测量方法的介绍当前主流的测量方式有1-on-1、S-on-1、R-on-1和光栅扫描四种方式。
其测试设备均如图一]1[所示，只是在激光辐照到样品表面时而采取不同的方式。
图一激光损伤阈值测量光路玻片与偏振片共同构成激光器发出强激光用来作为损伤光，2衰减器，He-Ne激光器所发出的光作为准直光使用，聚焦透镜使得光斑聚焦到合适的大小，分光镜将光分为三束，其中一束通向样品，一束通向能量计以时时监测能量值，另外一束通向CCD以确定光斑大小。
2.1 1-on-1测量方法]2[采用不同能量密度的激光依次对样品上一排点进行辐照，每个点辐照一次，为了保证各个点之间不相互影响，应使得两个点之间的距离为样品表面处理光斑直径的3倍以上（如图二），辐照完后计算出该功率下的损伤几率，然后用相同的方法进行下一个功率的辐照。
得出各个功率密度分别对应的损伤几率（必须包含0损伤几率与100%损伤几率）后，利用最小二乘法原理，对数据进行线性拟合，进而得到损伤阈值。
图二样品的测试点分布该种方法应用较为普遍，它得到的损伤阈值也较为准确，但是该方法测量面积较大，且不能得到阈值分布，对于重频激光来说必须考虑激光辐照的累积效应]3[，该测试方法也不能满足。
2.2 S-on-1测量方法采用不同能量密度的激光对样品上的一排点进行辐照，每个点辐照S（可以为1,10,100,1000等）次（若不到S次就发生损伤则应立即移动至下一个测试点），为保证各个点之间不相互影响，应使得两个点间的距离为样品表面处光斑直径的3倍以上，辐照完后计算出该功率下的损伤几率，然后用相同的方法进行下一个功率的辐照。
然后同1-on-1方法拟合出功率密度与损伤几率的关系，进而得到损伤阈值。
该方法相对来说更加符合日常实际情况，所以也是一种比较常用的测量方法。
同1-on-1法，该方法也无法得到阈值的分布情况。
2.3 R-on-1测量方法测量过程中通过改变衰减器，从而使得激光能量按梯度增加，将激光打到样品的测试点上，发生损伤后就移至下一个点（两点之间的距离一般也为样品上光斑直径的3倍），记录下发生损伤时激光能量的密度F1与前一个为发生损伤时的激光能量密度F2。
分别求出各个点的F1与F2的平均值，即为该点的损伤阈值，再将所有测试点的损伤阈值求平均，即可认为是该样品的损伤阈值。
该方法能够得到较多的数据，能够分析整个光学原件的均匀性，但是由于激光预处理效应而使得激光损伤阈值有所增加。
2.4 光栅扫描法在样品上选取一定的区域进行多个能量梯度的光栅式多脉冲扫描，扫描间距一般也为样品上光斑直径的3倍左右。
每个能量梯度扫描一次，若未出现损伤则进行下一梯度的扫描，若出现了损伤则记录下此时激光能量密度F1与前一个未损伤时的激光能量密度F2。
阈值的确定于R-on-1相似。
该方法由于需要测量的面积较大，所需时间较长，且由于存在激光预处理效应，从而会使得激光损伤的阈值也有所增加。
2.5 各种方法的比较图三]4[为不同光斑下各种测量方法下的1-on-1，S-on-1与R-on-1的损伤阈值曲线图，表一]4[为损伤阈值的测量结果。
图三两种光斑尺寸下，1-on-1、S-on-1与R-on-1的损伤几率图表一四种方式损伤阈值测量结果以上数据得R-on-1>光栅扫描>1-on-1>S-on-1。
理论分析如下：由于存在激光预处理效应，R-on-1与光栅扫描法得到的损伤阈值会比S-on-1与1-on-1得到的阈值大。
由于光栅扫描法扫描的范围比较大，因此其更容易辐照到缺陷等阈值极低点，从而使得其损伤阈值相对R-on-1更小。
而在S-on-1中存在光热积累效应，因此多脉冲往往更容易导致损伤，因此S-on-1又比1-on-1大。
可见，理论与实验符合的较好。
3 几种判断样品损伤的探测方法国际标准（ISO 11254]2[）对损伤的定义为用规定的检验技术能够观测到样品表面特征的任何激光诱导的变化。
本节主要介绍了几种常见的判断薄膜损伤与否的探测方法，主要包括相称显微镜观察法、图像处理法、等离子体闪光法、反射光能量判别法、光斑形变法、透射反射扫描法、散射光判别法、光热信号判别法、光声信号判别法、雾气法。
主要总结了这些方法的原理，分辨率以及判据等问题。
3.1 相称显微镜观察法光是电磁波，具有振幅与位相，当其通过介质时，它的位相与振幅变会发生一定的变化。
通过观察光强即可知道振幅的变化，而相位的变化则无法直接测出。
而相称显微镜则根据阿贝成像原理，利用特殊的空间滤波器，把不能直接观测到的相位变化转换为光强变化。
在探测到相位变化的同时，增强了图像的清晰度，还提高了图像的放大率。
相称显微镜的分辨率比普通显微镜高好几个数量级，可以看到1~50nm级微观图像。
因此根据国际标准ISO 11254，用放大倍数100至150倍（一般推荐150倍）的Nomarski相称显微镜观察辐照前后形貌的变化，从而定义是否有损伤发生。
图四]5[为用显微镜观察下的几种典型的损伤形貌。
图四显微镜观察下的几种典型损伤形貌该种方法虽然为ISO规定的一种方法，但是由于需要人眼直接观察判断是否有损伤，对于比较明显的损伤测试准确，但是对于比较弱的损伤则没法探测或是误差较大。
除了这种方法，还可以用扫描电子显微镜、激光诱导荧光显微镜6和粗糙度进行观测薄膜表面是否发生损伤，原理基本与相称显微镜相似，在此不做详细表述。
3.2 图像处理法该方法的出现时为了解决相称显微镜观察法中的人眼主观误差的问题。
原理为在Nomarski相称显微镜目镜处放一CCD，从而在阈值测量实验过程中可以时时得到显微镜观察的图像。
再将各个时刻的图像在计算机中分别与样品未经激光照射时的图像进行对比、分析，当两幅图像中出现一定程度的不一致时即可认为产生了损伤。
3.3 等离子体闪光判别法当辐照到薄膜样品表面的激光功率较大（>109W/cm2）时]6[,薄膜的吸收系数不再为常数，又由于激光作用时间短，薄膜来不及热传导，在入射点处，薄膜温度迅速上升，并发生汽化。
在强激光的继续作用下，气体分子产生电离，进而发生雪崩离化，形成等离子体闪光现象。
在等离子体闪光过程中，薄膜表面的气化介质材料会被喷出，同时等离子体会对膜层产生冲击波（作用于单位膜面积的薄膜作用力可达到107N/m2）]7[，从而发生不可逆的变化。
等离子体闪光一般采用的方法是在薄膜及元件表面附近放置一个光电探测器，如图五（a）所示，当发生闪光时，光电探测器将输出一个电平信号，由此认为薄膜发生了损伤。
但是，在激光强度足够大的时候，也会发生大气击穿现象，产生闪光，此时光电探测器也会输出一个电平信号，从而导致误判。
然而光谱峰值位判别法]8[则可以消除这种误判，其原理为：将光电探测器改为光谱仪（如图五（b）所示），在发生闪光时将闪光的光谱图记录下来，传输到计算机内与大气元素的闪光光谱进行对比分析，由于光学薄膜中的元素与大气中的元素存在本质的差异，一旦薄膜发生等离子体闪光，就会出现新的峰值，而大气闪光则不会出现新的峰值，因此可以消除因为大气闪光而造成的误判。
图五等离子体闪光探测法原理图（原型及改进型）等离子体闪光法是一种较常用的方法，一旦出现等离子体闪光，便可认定为已经发生了损伤。
但是由于等离子体闪光只有在膜内温度足够高，从而使得薄膜离化时才会产生，在薄膜熔点以下所发生的破坏现象或薄膜内发生的破坏尚未造成完全喷发的情况下（如激光热应力破坏），不会有等离子体的产生，此时若再用此方法则无法探测已经产生的损伤。
3.4 散射光判别法当样品发生损伤后，激光通过损伤处后其散射光便会有变化。
当光通过样品时，影响光强弱的因素有散射和吸收。
当用弱光探测时，吸收对光强的作用可以忽略不计，散射起主要作用。
散射光判别法就是利用散射引起探测光的减弱来检测薄膜表面是否有损伤的一种方法。
图六 散射光判别法原理图图六为散射光判别法原理图，He-Ne 探测光在每个测试点被泵浦激光辐照后照射到测试点，分别测出受脉冲激光辐照前后的He-Ne 激光的反射能量。
当反射光能量发生变化时，即认为表面发生损伤。
一般认为当作用点的反射光能量变化达到10%时，就可认为发生了损伤]9[，但这一判据受测试条件以及薄膜种类影响较大，在具体检测过程中还有实验确定判据的需要。
3.5 透射反射扫描法由于激光损伤的物理实质为改变了光学薄膜的物质结构，从而影响了薄膜的光学性能，因此测出透射、反射比，将辐照前后结果比较后即可判断损伤是否发生。
图七 透射反射法原理图图七为透射反射法的原理图，诊断激光的波长为 1.06um ，D1、D2、D3三个探测器分别测量出分束光功率P 1、样品反射光功率P 2和样品透射光功率P 3。
由数学运算可得)]-/[-p 101303r P p a P （）（=α)][a(p /p 101202t P P --=）（α)/)(a 303101P P P P --=（式中r α为透射比，tα为反射比，P 1、P 3为无样品时D1、D3探测到的光强，P 10、P 20、P 30为诊断激光未开时D1、D2、D3所探测到的背景光强。
p 1、p 2、p 3为有样品时D1、D2、D3所探测到的光强。
求出反射比透射比后再做出透射曲线与反射曲线，找出透射和反射曲线明显下降的点即认为发生损伤处。
实验结果表明，透射反射扫描法可以很好的反应损伤的发生情况，能够发现某些显微镜所不能发现的损伤，并且该方法原理和结构都比较简单，便于实际应用与在线实时检测。
但是一般透射比反射比为波长的函数，所以在用此方法时尽量选用薄膜工作波长的诊断激光进行检测。
3.6 声光法此方法为1988年西德的柏林大学提出的方法，也是目前LLNL 实验室采用的方法。
由于激光照射到光学表面时，光学表面会产生反射声波，声光法就是利用反射的声波对探针光的扰动而探测损伤光斑的大小，原理]10[图如图八所示。
图八声光法原理图探针光距离光学表面40um左右，当激光照射光学表面时，由于会产生反射声波，故气体声光调制会使得探针光发生偏转，在探针光和狭缝（仅允许光束最陡轮廓线部分光通过）后的能量计会探测到一个脉冲抖动，由脉冲抖动的幅度大小可以判断损伤的发生于损伤斑的大小。