Fig. 1. Schema schematico del progetto MDLM proposto. Attestazione:SIOM
Recentemente, un team di ricerca dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai dell'Accademia cinese delle scienze (CAS) ha proposto un nuovo design con strati misti e nuove interfacce a struttura sandwich per soddisfare i requisiti impegnativi degli specchi laser dicroici ideali. L'articolo di ricerca è stato pubblicato in Ricerca sulla fotonica il 27 gennaio 2021, ed è stato evidenziato come Editor's Pick.
Gli specchi laser dicroici sono solitamente usati come separatori armonici, combinatori o divisori di fascio. Svolgono un ruolo importante in molte applicazioni laser, compreso il laser di fusione a confinamento inerziale, laser a femtosecondi petawatt, laser a fibra ad alta potenza, laser compatti Q-switched o mode-locked, e altri laser emergenti. I requisiti per gli specchi laser dicroici continuano ad aumentare con lo sviluppo della tecnologia laser. Lo specchio laser dicroico ideale per laser ad alta potenza richiede una proprietà di riflessione o trasmissione significativamente diversa e un'elevata soglia di danno indotto dal laser (LIDT) a due diverse lunghezze d'onda di interesse contemporaneamente.
Sfortunatamente, i tradizionali specchi laser dicroici (TDLM) composti da materiali puri alternati ad alto e basso indice di rifrazione (n) hanno spesso difficoltà a raggiungere prestazioni spettrali eccellenti e LIDT elevati a due lunghezze d'onda contemporaneamente. Esiste un compromesso tra le prestazioni ottiche richieste e il LIDT.
In questo lavoro, i ricercatori hanno progettato e preparato uno specchio laser dicroico basato su una miscela (MDLM), che utilizza HfO 2 -Al 2 oh 3 materiale di miscela come strato ad alto n con n regolabile e bandgap ottico, e SiO2 puro come materiale a basso contenuto di n. L'interfaccia tra il SiO . a basso n 2 strato e l'alta n HfO 2 -Al 2 oh 3 strato di miscela è un'interfaccia a struttura sandwich ("SiO 2 -HfO 2 materiale gradiente | HfO 2 | HfO 2 -Al 2 oh 3 materiale gradiente"), che sostituiscono la tradizionale interfaccia discreta.
Fig. 2. Microstruttura e proprietà ottiche dei rivestimenti TDLM e MDLM. Attestazione:SIOM
L'MDLM mostra eccellenti prestazioni spettrali e prestazioni migliorate rispetto a TDLM con proprietà meccaniche più fini, minore assorbimento, e LIDT superiore. Sia per gli impulsi da 7,7 ns con polarizzazione s alla lunghezza d'onda di 532 nm che per gli impulsi da 12 ns con polarizzazione p alla lunghezza d'onda di 1, 064nm, i LIDT sono quasi raddoppiati.
Questa strategia di progettazione MDLM apre nuove strade per rivestimenti di specchi dicroici migliorati e altri rivestimenti laser e può avvantaggiare molte aree della tecnologia laser che si basano su rivestimenti laser di alta qualità.
