近日，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室在高閾值寬帶低色散反射鏡研究中取得新進(jìn)展。研究人員基于金屬介質(zhì)低色散鏡的損傷機(jī)理，通過(guò)界面增強(qiáng)技術(shù)，損傷閾值提升22%。相關(guān)研究成果已發(fā)表在Optics Express上。
低色散反射鏡是超強(qiáng)超短激光裝置中數(shù)量最多且最關(guān)鍵的元器件之一。隨著超強(qiáng)超短脈沖激光的發(fā)展，激光脈沖寬度已經(jīng)壓縮至數(shù)飛秒，這對(duì)超快激光系統(tǒng)中反射薄膜元件提出了新要求：具備更高的損傷閾值、更寬的帶寬、更高的反射率，并且不引入額外色散。
研究人員對(duì)金屬-介質(zhì)反射鏡的界面（金屬與介質(zhì)）展開(kāi)研究，發(fā)現(xiàn)金屬-介質(zhì)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(xiàn)出應(yīng)力破壞。有限元分析表明，界面處于應(yīng)力強(qiáng)場(chǎng)區(qū)。通過(guò)熱退火工藝促進(jìn)界面處的原子擴(kuò)散，界面處的結(jié)合力得到增強(qiáng)，損傷源頭從界面轉(zhuǎn)移至表面，損傷閾值提升了22%。此項(xiàng)研究有望為金屬介質(zhì)低色散反射鏡的抗損傷性能提升提供了新思路。
相關(guān)工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等的支持。（薄膜光學(xué)實(shí)驗(yàn)室供稿）
圖1 （a）損傷中心區(qū)域放大圖（b）界面未增強(qiáng)前表面損傷形貌（c）損傷邊界處FIB圖
圖2 （a）損傷中心區(qū)域放大圖（b）界面增強(qiáng)后表面損傷形貌（c）損傷邊界處FIB圖
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