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更新時(shí)間：2023-12-21 12:03:47瀏覽次數(shù)：1244評(píng)價(jià)
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|---|---|---|---|
| 組件類別 | 光學(xué)元件 |
大功率飛秒激光光學(xué)
飛秒激光光學(xué)系統(tǒng)的涂層通常針對(duì)特殊的反射率，透射率和GDD光譜進(jìn)行優(yōu)化。對(duì)于大多數(shù)應(yīng)用而言，此類涂層的激光誘導(dǎo)損傷閾值（LIDT）不太重要。盡管如此，高功率的fs激光器仍在研究之中，并且近年來(lái)fs激光器的輸出功率已大大提高（參見參考文獻(xiàn)1和其中的參考文獻(xiàn)）。因此，fs激光光學(xué)器件的LIDT變得越來(lái)越重要。LAYERTEC對(duì)fs和ps激光器的光學(xué)LIDT進(jìn)行了詳細(xì)研究。如下表所示，我們發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)光學(xué)，寬帶光學(xué)和超寬帶光學(xué)以及我們的高功率鏡的LIDT值存在很大差異。標(biāo)準(zhǔn)低GDD反射鏡的LIDT值為0.3J / cm2，而負(fù)GDD反射鏡，寬帶和超寬帶組件的LIDT約為0.1J / cm2。
我們的研究證明，飛秒激光光學(xué)器件的LIDT取決于涂層材料和涂層設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)低GDD組件和上述其他光學(xué)元件的LIDT值差異是由所使用的不同鍍膜設(shè)計(jì)導(dǎo)致的。尤其是寬帶和負(fù)GDD設(shè)計(jì)會(huì)導(dǎo)致較低的損壞閾值。只有標(biāo)準(zhǔn)的低GDD組件的設(shè)計(jì)才能達(dá)到更高的LIDT值。在所有這些情況下，均選擇具有高折射率對(duì)比度的材料以實(shí)現(xiàn)大帶寬。使用其他涂層材料可以實(shí)現(xiàn)更高的LIDT值。然而，由于這些折射率的對(duì)比度較低，因此由這些材料制成的反射鏡僅具有約80nm的帶寬。但是，該帶寬足以滿足低至150fs的脈沖長(zhǎng)度的要求。所有大功率設(shè)計(jì)均針對(duì)GDD <20fs2進(jìn)行了優(yōu)化。
我們由于不同的材料組合和設(shè)計(jì)而區(qū)分了不同的高功率設(shè)計(jì)，這些材料組合和設(shè)計(jì)在制備涂層方面需要不同的努力，并且在機(jī)械性能方面也不同，例如層中的應(yīng)力。這些涂層的光譜帶寬幾乎相同。一個(gè)示例如圖1所示。
還發(fā)現(xiàn)，LAYERTEC優(yōu)化的銀鏡的LIDT值高于fs范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)組件。銀鏡之所以具有優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)槠錁O寬的零GDD反射帶，在法向入射時(shí)的反射率高達(dá)98.5％。甚至具有規(guī)定透射率0.01％的銀鏡也顯示出比所有介電超寬帶組件更高的損傷閾值。有關(guān)銀鏡的更多信息，請(qǐng)參見此處。
1）E.Innerhofer，T.Südmeyer，F(xiàn).Brunner，R.Häring，A.Aschwanden和R.Paschotta，C.Hönninger和M.Kumkar，U.Keller，“在810fs脈沖中，平均輸出功率為60W 薄盤Yb：YAG激光器”，《光學(xué)信函》第28卷，第5期，第367–369頁(yè)
*與漢諾威激光Zentrum和耶拿大學(xué)Friedrich-Schiller大學(xué)合作。大部分工作是在德國(guó)聯(lián)合項(xiàng)目PRIMUS的框架內(nèi)完成的，該項(xiàng)目得到了聯(lián)邦技術(shù)與技術(shù)聯(lián)合會(huì)的支持。
介質(zhì)大功率鏡
圖1：高功率fs激光鏡HR（0°，800nm）R> 99.9％的反射光譜
飛秒激光光學(xué)元件的激光誘導(dǎo)損傷閾值概述
Coating | reflectance | LIDT [J/cm2] | ||
50 fs | 150 fs | 1 ps | ||
Bare gold | 97.5 % | 0.33 | 0.33 | |
Fs-protected silver | 98.5 % | 0.38 | 0.38 | |
Enhanced silver (800 nm) | 99.7 % | 0.37 | ||
Enhanced silver (600 – 1200 nm) | 98.5 % | 0.24 | ||
partially transparent silver (T(800 nm) = 0.01%) | 98.5 % | 0.22 | ||
Negative dispersion mirrors | > 99.9 % | ∼ 0.10 | ||
Broadband low GDD mirrors | > 99.9 % | ∼ 0.10 | ||
Standard low GDD mirrors | > 99.9 % | 0.30 | 0.55 | |
High power mirror type A | > 99.9 % | 0.35 | 0.44 | 0.65 |
High power mirror type B | > 99.8 % | 0.75 | 1.04 | |
Single wavelength AR coating | < 0.2 % | 1.20** | ||
Broadband AR coating | < 0.5 % | 1.20** | ||
*測(cè)量條件：30000個(gè)脈沖，重復(fù)率1kHz，λ= 800nm； 測(cè)量是根據(jù)ISO 11254在Laser Zentrum Hannover和Friedrich-Schiller-UniversitätJena進(jìn)行的
**自聚焦效果可能會(huì)在增透膜穩(wěn)定的同時(shí)破壞基材
金屬大功率鏡
圖2：裸金和經(jīng)fs優(yōu)化的銀的反射光譜（針對(duì)800nm處的高反射率進(jìn)行了優(yōu)化）
大功率飛秒激光鏡的GDD
圖3：標(biāo)準(zhǔn)和大功率介電鏡以及受fs保護(hù)的銀鏡的群時(shí)延色散（GDD）
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
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