Förångning av tunna metallfilmer med laserstrålning. En studie av lämpliga metaller och filmtjocklekar i optiska säkringar

En optisk säkring består av en tunn metallfilm som reflekterar vanligt ljus, men som skadas då ljusintensiteten blir för stark, så att ljuset inte längre reflekteras. Optiska säkringar kan användas för att skydda ögon eller sensorer mot farlig laserstrålning. För att en metallfilm ska vara lämplig att använda i en optisk säkring ska den ha hög reflektans för vanligt ljus, men mycket snabbt skadas så att reflektansen blir låg då den utsätts för farligt ljus. I examensarbetet har olika metaller och filmtjocklekar undersökts för att hitta lämpliga filmer för detta ändamål. Detta har gjorts genom att göra simuleringar bland annat av hur snabbt olika metallfilmer förångas. Utifrån simuleringarna valdes att undersöka aluminium och tenn närmare. Ett antal filmer tillverkades genom sputtring och reflektanserna mättes i en spektrometer. Därefter utsattes filmerna för laserpulser där inkommande, reflekterad och transmitterad ljusenergi mättes. Resultaten visar att tenn förångas snabbare än aluminium och är därmed mycket intressant för användning i optiska säkringar. Lämpliga filmtjocklekar ligger på i storleksordningen ett par tiotal nanometer, och beror på metall och krav på reflektans för vanligt ljus.