具有混合層和類三明治結構界面的新型二向色激光鏡設計

2021-03-11 13:18:38

最近,來自中國科學院上海光學精密機械研究所的一個研究小組提出了一種具有混合層和新型三明治狀結構界面的新設計,可以滿足理想二向色性激光鏡的挑戰性要求。該研究文章于2021年1月27日發表在《光子學研究》上,并被《編輯精選》重點推薦。

二向色激光鏡通常用作諧波分離器,合束器或分束器。它們在許多激光器應用中都扮演著重要角色,包括慣性約束聚變激光器,拍瓦飛秒激光器,高功率光纖激光器,緊湊型Q開關或鎖模激光器以及其他新興激光器。隨著激光技術的發展,對二向色性激光鏡的要求不斷增加。用于大功率激光器的理想二向色激光鏡需要在兩個不同的感興趣波長上同時具有顯著不同的反射或透射特性以及較高的激光誘導損傷閾值(LIDT)。

不幸的是,由交替的高折射率和低折射率(n)純材料組成的傳統二向色激光鏡(TDLM)通常難以同時獲得出色的光譜性能和兩個波長的高LIDT。在所需的光學性能和LIDT之間需要權衡。

在這項工作中,研究人員設計并制備了基于混合的二向色性激光鏡(MDLM),該膜使用HfO 2 -Al 2 O 3混合材料作為具有可調n和光學帶隙的高n層,以及低濃度的純SiO2 -n材料。低n SiO 2層和高n HfO 2 -Al 2 O 3混合物層之間的界面是夾心狀結構的界面(“ SiO 2 -HfO 2梯度材料| HfO 2 | HfO 2 -Al 2 O 3梯度材料”),它取代了傳統的離散界面。

MDLM與TDLM相比,具有出色的光譜性能和更高的性能,具有更好的機械性能,更低的吸收率和更高的LIDT。對于波長為532 nm的s極化7.7 ns脈沖和波長為1,064 nm的p極化的12 ns脈沖,LIDT幾乎翻了一番。

這種MDLM設計策略為改進二向色鏡涂層和其他激光涂層開辟了新途徑,并且可以使依賴于高質量激光涂層的激光技術的許多領域受益。

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