Nanolaminat-baseret design til UV laser spejlbelægning

Efterspørgslen efter laser-resistente spejlbelægninger er stigende i inerti indeslutning fusion, ekstrem lysinfrastruktur og andre laserapplikationer. Den ideelle UV-laserspejl-belægning (UVLM) kræver høj reflektivitet med stor båndbredde og høj laserinduceret skadetærskel (LIDT). Desværre, disse krav er svære at opfylde samtidigt. Dette skyldes, for eksempel, til det faktum, at høj reflektivitet kræver materialer med højt brydningsindeks (n), mens materialer med højere n har en tendens til at have et mindre optisk båndgab og derfor en lavere LIDT. Traditionelt, UVLM'er blev opnået ved aflejring af laserresistente lag på stærkt reflekterende lag. Imidlertid, der indgås kompromiser for de tilsyneladende modstridende krav.

I et nyt blad udgivet i Lysvidenskab og anvendelse , forskere fra Laboratory of Thin Film Optics, Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics, det kinesiske videnskabsakademi, Kina, Institut for Fysik og Astronomi, University of New Mexico, USA, og kolleger foreslog et "reflektivitet og lasermodstand i ét" design ved at bruge afstembare nanolaminatlag (NLD-belægning). An Al ₂ O ₃ -HfO ₂ nanolaminat-baseret spejlbelægning til UV-laserapplikationer blev eksperimentelt demonstreret ved hjælp af e-beam deposition.

Båndbredden, over hvilken reflektansen er større end 99,5 %, er mere end det dobbelte af et traditionelt "reflektivitetsbund og LIDT top"-kombinationsdesign (TCD-coating) spejl med sammenlignelig samlet tykkelse. LIDT øges med en faktor på ~1,3 for 7,6 ns pulser ved en bølgelængde på 355 nm. Det rapporterede koncept, der resulterer i forbedrede ydeevneparametre, baner vejen mod en ny generation af UV-belægninger til laserapplikationer med høj effekt.

Den foreslåede nye struktur erstatter high-n-materialerne i de traditionelle designs med nanolaminatlag. Disse videnskabsmænd opsummerer princippet om deres designstruktur:

"Det (gennemsnitlige) brydningsindeks og det optiske båndgab kan indstilles ved at justere tykkelsesforholdet mellem de to materialer i nanolaminatlagene, samtidig med at den samlede optiske tykkelse holdes konstant." "Den foreslåede metode muliggør UVML-belægninger med større båndbredde med høj reflektivitet, højere LIDT og mindre transmissionsbølger i VIS-NIR-regionen sammenlignet med traditionelle designs med sammenlignelig samlet tykkelse."

"Sammenlignet med TCD-belægningen, NLD-belægningen har en lavere E-feltintensivering, et hurtigere E-felt henfald med dybde og mindre absorption, som er i overensstemmelse med den observerede højere LIDT." tilføjede de.

"De e-stråledeponerede nanolaminatmaterialer kan bruges til UVML-belægninger i stor størrelse (meterskala). Vi mener, at det beskrevne koncept åbner nye veje for forbedrede UV-belægninger og kan gavne mange områder inden for laserteknologi, der er afhængige af høj kvalitet optiske belægninger." forskerne forudser.