هدف اصلی در این پروژه مطالعه کلیه پارامترهای تاثیرگذار در آستانه تخریب لیزری قطعات اپتیکی آنهاست که به موجب آن بتوان پایداری این قطعات را در مقابل توانهای بالای لیزری افزایش داد در این تحقیق، پس از مطالعه اولیه در مورد مفاهیم خلأ، پمپ های خلأ، محفظه خلا و فشارسنج ها، پارامترهای مختلف رشد لایه مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین روش های مختلف آنالیز سطح مانند اسپکتروفتومتر و میکروسکوپ روبشی که برای آنالیز نمونه ها مورد استفاده قرار گرفته اند، نیز مورد توجه قرار گرفته است. در ادامه، پس از مطالعه طراحی و ساخت فیلترهای اپتیکی، بهینه سازی آستانه تخریب لیزری برای فیلتر اپتیکی در طول موج 1064 که موضوع اصلی پروژه می باشد، مورد بررسی قرار گرفته است. بدین جهت، علاوه بر بررسی پارامترهای تاثیر گذارمختلفی مانند دما، مقدار فشار محفظه خلأ وآلودگی زیرلایه، طراحی خاصی را مورد مطالعه قرار دادیم.که تأثیر توزیع میدان الکتریکی را که مهمترین عامل در کاهش آستانه تخریب لیزری می باشد را به حداقل برسانیم. برای ساخت فیلتر اپتیکی از روش تبخیر باریکه الکترونی در خلا استفاده کرده ایم. لایه نشانی بوسیله دستگاه leybold a700 انجام گرفته است. همچنین از نرم افزار شبیه ساز macleod جهت شبیه سازی لایه های نازک مورد نظر استفاده می شود. طیف اپتیکی فیلتر توسط سیستم اسپکتروفتومتر carry 6000i اندازه گیری گردید. برای ریخت شناسی سطح لایه ها نیز از میکروسکوپ نوری و میکروسکوپ پروبی روبشی afm استفاده گردید. همچنیین برای بررسی آستانه تخریب نمونه ها از چیدمان طراحی شده با لیزرnd:yag بهره بردیم.

پس از سال 2003 میلادی که تاثیر ایجاد نانوکریستال ها بر فرایند نیتراسیون توسط تونگ و همکارانش مورد بررسی اولیه قرار گرفت، بسیاری از محققان به تحقیق در این زمینه پرداخته اند و هم چنان تحقیقات در این زمینه ادامه دارد. تاثیر ایجاد نانوکریستال ها بر فرایند نیتراسیون مایع تا کنون مورد بررسی قرار نگرفته است. هدف از انجام این پروژه بررسی این مورد است. برای این کار با استفاده از ماسه پاشی در زمان های مختلف 5، 10، 20 و 30 دقیقه و آنیل، در سطح دو نوع فولاد st12 و فولاد ضد زنگ آستنیتی aisi 304 نانوکریستالها ایجاد شدند. این نانوکریستال های ایجاد شده با استفاده از میکروسکوپ نیروی اتمی (afm)، پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، سختی سنجی ویکرز و آزمایش های خوردگی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج تشکیل نانوکریستال های با اندازه دانه متفاوت از nm 15 تاnm 27 در فولاد ضد زنگ آستنیتی 304 aisi و از nm 40 تاnm 80 در فولادst 12 (با توجه به زمان فرایند ماسه پاشی)، هم چنین افزایش سختی تا چندین برابر و ایجاد نوعی گرادیان اندازه دانه از سطح به عمق را نشان می داد. در مرحله بعدی نانوکریستال های حاصل در زمان های 2، 4 و6 ساعت و دماهای 0c 480, 0c520 و 0c570 مورد نیتراسیون مایع قرار گرفتند. نمونه ها پس از نیتراسیون با استفاده از پراش اشعه ایکس (xrd)، میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem)، سختی سنجی ویکرز، آزمایشات خوردگی و زبری سنجی مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده افزایش سختی، افزایش ضخامت لایه نیتراته وتشکیل بیشتر فاز (?)fe3n در مواد نانوکریستال در مقایسه با مواد درشت دانه (میکرومتری)می باشد. هم چنین تشکیل بیش تر نیترید کروم در نمونه های نانوکریستال فولاد ضد زنگ آستنیتی 304 aisi و افزایش زبری سطح، در مقایسه با مواد درشت دانه (میکرومتری) مشاهده شد.

مطالعه بر روی ساختار و خواص مواد نانوساختار به دلیل ویژگی های منحصر به فرد فیزیکی، مکانیکی و شیمیایی شان در سالهای اخیر موضوع بسیاری از پژوهش های علمی و صنعتی بوده است. یکی از تکنیک های تولید مواد نانوساختار استفاده از روش های تغییر فرم پلاستیک شدید سطحی (sspd) است. در پژوهش حاضر روش ماسه پاشی و آنیل به عنوان روش اختصاصی جهت ایجاد نانو ساختار سطحی در فولاد کم کربن st12 به کار رفته است. پس از انجام فرایند، تاثیر ایجاد نانو ساختارهای سطحی بر روی فرایندهای نیتراسیون مایع و همچنین آبکاری کروم سخت همراه با نیتراسیون بعدی به صورت جداگانه مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج به دست آمده نشان داده اند وجود یک لایه نانوساختار سطحی بر روی فولاد با اندازه ذرات کم تر از 40mm منجر به افزایش سختی، زبری و نیز بهبود مقاومت به خوردگی در فولاد شده است. همچنین انجام فرایند نیتراسیون در حمام نمک مذاب بر روی نمونه های درشت دانه و نانوساختار در شرایط یکسان دما و زمان (دما 520 و 570 درجه سانتی گراد و زمان 2، 4 و 6 ساعت) باعث افزایش میزان فاز fe3n(?)، افزایش قابل توجه میزان سختی و ضخامت لایه ترکیبی، بهبود مقاومت به خوردگی و کاهش میزان زبری سطح پس از انجام فرایند در نمونه های نانوساختار گردیده است. ایجاد پوشش کروم سخت و نیتراسیون بعدی (در دمای 480 و 520 درجه سانتی گراد و زمان 4 و 8 ساعت) نیز کاهش میزان ترک های سطح نمونه و افزایش میزان سختی را در نمونه نانوساختار نشان داده است. علاوه بر آن مقاومت به خوردگی نمونه نانوساختار نسبت به درشت دانه پس از فرایند آبکاری و نیتراسیون افزایش یافته است.