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超強激光科學卓越創新簡報

(第一百七十八期)

2021年3月26日

上海光機所在高阈值寬帶低色散反射鏡研究中取得新進展

  近日,中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室在高阈值宽带低色散反射镜研究中取得新进展。研究人员基于金属介质低色散镜的损伤机理,通过界面增强技术,损伤阈值提升22%。相关研究成果已发表在Optics Express上。

  低色散反射鏡是超強超短激光裝置中數量最多且最關鍵的元器件之一。隨著超強超短脈沖激光的發展,激光脈沖寬度已經壓縮至數飛秒,這對超快激光系統中反射薄膜元件提出了新要求:具備更高的損傷阈值、更寬的帶寬、更高的反射率,並且不引入額外色散。

  研究人員對金屬-介質反射鏡的界面(金屬與介質)展開研究,發現金屬-介質反射鏡在飛秒激光作用下的初始損傷源位于界面處,且整體損傷形貌呈現出應力破壞。有限元分析表明,界面處于應力強場區。通過熱退火工藝促進界面處的原子擴散,界面處的結合力得到增強,損傷源頭從界面轉移至表面,損傷阈值提升了22%。此項研究有望爲金屬介質低色散反射鏡的抗損傷性能提升提供了新思路。

  相关工作得到了国家自然科学基金等的支持。(薄膜光學實驗室供稿)

  原文鏈接

图1 (a)损伤中心区域放大图(b)界面未增强前表面损伤形貌(c)损伤边界处FIB图

图2 (a)损伤中心区域放大图(b)界面增强后表面损伤形貌(c)损伤边界处FIB图

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