基于纳米胺的UV激光镜面涂层设计

时间:2020-03-09 18:22 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

基于纳米胺的UV激光镜面涂层设计

在惯性约束核聚变、极限光基础设施和其他激光应用领域,对激光防护镜涂层的需求越来越大。理想的紫外激光镜(UVLM)涂层需要高反射率、大带宽和高激光损伤阈值(LIDT)。不幸的是,这些要求很难同时满足。例如,这是由于高反射率要求高折射率(n)材料,而高n材料往往具有更小的光学带隙,因此LIDT更低。传统上,UVLMs是通过在高反射层上沉积抗激光层来实现的。然而,对看似矛盾的需求做出了妥协。

在新发表的论文在光科学与应用程序中,实验室的科学家薄膜光学、上海光学和力学研究所,中国科学院,中国物理学和天文学,新墨西哥大学、美国、和同事提出了一个“反射率和laser-resistance”设计通过使用可调nanolaminate层(NLD涂料)。利用电子束沉积技术,实验研究了一种用于紫外激光的Al2O3-HfO2纳米氨基反射镜涂层。

其反射系数大于99.5%的带宽是传统“反射率底和激光顶”组合设计(TCD涂层)的两倍多,而后者的整体厚度与之相当。在波长为355纳米的7.6 ns脉冲中,激光功率因数增加了约1.3倍。报告的概念带来了性能参数的改善,为高功率激光应用的新一代UV涂料铺平了道路。

新结构以纳米层取代了传统设计中的高氮材料。这些科学家总结了他们设计结构的原理:

“(平均)折射率和光带隙可以通过调整两种材料在纳米层中的厚度比来调节,同时保持总光学厚度不变。”“与传统的整体厚度设计相比,该方法能够使UVML涂层具有更大的高反射率带宽、更高的激光功率检测和更小的可见光-近红外区域的传输波纹。”

他们补充说:“与TCD涂层相比,NLD涂层具有较低的电场强度,更快的电场衰减和更小的吸收,这与观察到的较高的LIDT是一致的。”

“电子束沉积纳米材料可用于大尺寸(米级)UVML涂层。我们相信,这一概念为改进UV涂层开辟了新的途径,并可使依赖高质量光学涂层的激光技术的许多领域受益。”

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