Fig. 1. Schematiskt diagram över den föreslagna MDLM -konstruktionen. Upphovsman:SIOM
Nyligen, ett forskargrupp från Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics vid Chinese Academy of Sciences (CAS) föreslog en ny design med blandningsskikt och nya smörgåsliknande gränssnitt för att möta de utmanande kraven för de ideala dikroiska laserspeglarna. Forskningsartikeln publicerades i Fotonikforskning den 27 januari 2021, och markerades som ett redaktörsval.
Dikroiska laserspeglar används vanligtvis som harmoniska separatorer, balkkombinatorer eller klyvare. De spelar en viktig roll i många laserapplikationer, inklusive fusionslaser med tröghetsbegränsning, petawatt femtosekundlaser, högeffektfiberlasrar, kompakta Q-switchade eller mode-låsta lasrar, och andra nya lasrar. Kraven på dikroiska laserspeglar fortsätter att öka med utvecklingen av laserteknik. Den perfekta dikroiska laserspegeln för högeffektlasrar kräver en signifikant annorlunda reflektions- eller överföringsegenskap och en hög laserinducerad skada-tröskel (LIDT) vid två olika våglängder av intresse samtidigt.
Tyvärr, traditionella dikroiska laserspeglar (TDLM) som består av alternerande rena och låga brytningsindex (n) rena material har ofta svårt att uppnå utmärkt spektral prestanda och höga LIDT vid två våglängder samtidigt. Det finns en avvägning mellan erforderlig optisk prestanda och LIDT.
I det här arbetet, forskarna designade och förberedde en blandningsbaserad dikroisk laserspegel (MDLM), som använder HfO 2 -Al 2 O 3 blandningsmaterial som ett högt n-lager med justerbart n och optiskt bandgap, och rent SiO2 som ett material med lågt n-värde. Gränssnittet mellan låg-n SiO 2 skiktet och hög-n HfO 2 -Al 2 O 3 blandningsskikt är ett smörgåsliknande strukturgränssnitt ("SiO 2 -HfO 2 gradientmaterial | HfO 2 | HfO 2 -Al 2 O 3 gradientmaterial "), som ersätter det traditionella diskreta gränssnittet.
Fig. 2. Mikrostruktur och optisk egenskap hos TDLM- och MDLM -beläggningarna. Upphovsman:SIOM
MDLM visar utmärkt spektral prestanda och förbättrad prestanda över TDLM med finare mekanisk egenskap, lägre absorption, och högre LIDT. För både de s-polariserade 7,7-ns-pulserna vid en våglängd på 532 nm och de p-polariserade 12-ns-pulserna med en våglängd på 1, 064 nm, LIDT:erna är nästan fördubblade.
Denna MDLM-designstrategi öppnar nya vägar för förbättrade dikroiska spegelbeläggningar och andra laserbeläggningar och kan gynna många områden inom laserteknik som är beroende av laserbeläggningar av hög kvalitet.
