超快激光膜層的損傷閾值

深圳海納光學專業代理的較常見的激光光學鍍膜類型是高反射鏡(用于正常入射的諧振鏡或用于AOI=45°的轉向鏡)、用于輸出耦合器和分束器的部分反射鏡，以及用于窗口和透鏡的抗反射膜。復雜的激光類型的涂層可以結合了多達三個高反射率波長范圍(例如激光波長和諧波)和多達三個高透射波長范圍(例如泵浦波長、諧波或其他激光線的抑制)。激光器在大波長范圍內發射，例如染料激光器、鈦藍寶石激光器、光學參量振蕩器(OPOs)和飛秒激光器，需要寬帶反射鏡和優化了平滑群延遲和群延遲色散譜的反射鏡。
 
圖一 金屬膜層的光譜反射率曲線
除了反射率和透射率，用于激光應用的薄膜涂層必須優化為低光損失和高激光損傷閾值。
濺射發形成的飛秒激光反射膜用于可見光和近紅外波段表現出極低的斜光損耗和吸收損耗(都在10-5左右)。HR反射鏡的反射率，或磁控濺射產生的部分反射鏡的反射率和透射率之和均在99.9%以上。通過專業實驗室的測量，Laserytec電子束蒸鍍膜層的近紅外吸收損失為3-30ppm。蒸發后的涂層在可見光-近紅外區顯示出10-3左右的雜化光損失，在UV和VUV區顯示出10-2左右的條紋光損失。然而，熱蒸鍍的膜層在紫外線中表現出較低的吸收損失。
連續波和納秒激光光學的損傷主要與吸收率增加(涂層材料的固有吸收率或缺陷的吸收率)或涂層的導熱性差和熔點低等熱效應有關。高功率涂層既需要控制涂層材料的內在性能，又需要減少鍍層中的缺陷。皮秒和飛秒激光光學中的激光損傷主要是由場強效應引起的。Layertec為這些激光器進行了非常特殊的涂層設計，發展出了一系列高功率超快激光鍍膜產品。
 
圖二 Layertec鍍膜鏡片

膜層的激光損傷閾值
激光誘導損傷閾值的確定(LIDT)根據ISO 11254 - 1 (cw - LIDT 1-LIDT和1,即單脈沖LIDT)、ISO 11254 - 2 (1 S,即多個脈沖LIDT)和ISO 11254 - 3(一定數量的脈沖LIDT) 三個標準，需要激光系統在單一模式下運用，精確的光束診斷以及在線和離線損傷檢測系統。目前的激光損傷閾值標準比較死板，這就是為什么只有有限數量的測量系統和幾種激光器可用(例如1064nm漢諾威激光中心)。對于一些顯著的激光波長，例如氬離子激光器(488nm或514nm)，沒有可用的測量系統，也不能提供認證的LIDT數據。
1-on-1 LIDT (即樣品的一個部位上的一個脈沖)是一種新型的判定激光損傷閾值的方法，它不代表符合標準的損傷閾值。然而，這些值可以用于不同薄膜材料的比較和優化程序。此外，1-on-1的值與更實際的S-on-1-LIDT(在樣品的同一位置上給定數“S”的脈沖的LIDT)直接相關，可以解釋為LIDT的上限。高重復率(一些kHz)的激光系統需要用LIDT值來表示高脈沖數的壽命測試。
對于脈沖150fs左右的飛秒激光，Layertec的膜層損傷閾值可以超過0.7J/cm2。
由于測量設備的數量有限，加上實際應用中對壽命測試的需要，因此有必要在我們的目錄和本網站中尋找幾個對壽命測試或累積輻照測試有作用的產品。值得注意的是這些值不能與LIDT測量相比較，因為這里給出的激光參數是沒有損傷的。此外，這些值總是不確定的，特別是在光斑的大小會很大的影響激光損傷的數值，大約會有30%的誤差。根據我們多年的經驗，Layertec產品規格書中的參數肯定有助于用戶選擇合適的產品，而且確保光學系統成功運行。然而，有時客戶購買產品后，在自己的激光系統進行一些測試將是必要的。Layertec支持在客戶工廠進行這樣的測試，對測試件提供相當大的折扣。