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最新更新：2021-07-19 12:42:53

激光应用镀膜

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【导读】LAYERTEC专业生产从VUV（157nm及以下）到NIR（?4μm）的波长范围的激光应用的光学元件。用于激光器的最常见类型的光学涂层是高反射镜（用于作为谐振镜的正常入射或用于A...

LAYERTEC专业生产从VUV（157nm及以下）到NIR（?4μm）的波长范围的激光应用的光学元件。

用于激光器的Z常见类型的光学涂层是高反射镜（用于作为谐振镜的正常入射或用于AOI=45°作为转向镜），用于输出耦合器和分束器的部分反射器以及用于窗户和透镜的防反射涂层。用于更复杂激光类型的涂层结合了高反射率的三个波长范围（例如，对于激光波长和谐波）和高达三个波长范围的高透射率（例如，对于泵浦波长，倍频或YZ其他激光器线）。对于在大波长范围内发射的激光，需要针对光滑群延迟和群延迟色散光谱进行优化的宽带镜和反射镜。染料激光器，Ti：蓝宝石激光器，光参量振荡器（OPO）和飞秒激光器。

除了反射和透射之外，激光应用的涂层必须针对低光损耗和高激光损伤阈值进行优化。

用于VIS和NIR的溅射光学涂层表现出非常低的杂散光和吸收损失（大约为10-5）。HR反射镜的反射率或由磁控溅射产生的部分反射体的反射率和透射率的总和远高于99.9％。对于溅射和蒸发涂层，Z近测量的NIR吸收损失约为3-30ppm。蒸发涂层在VIS-NIR区域显示大约10-3级的杂散光损失，在UV和VUV中显示大约10-2。然而，蒸发的涂层在UV中显示出低吸收损失。

cw和ns激光光学器件的损害主要与热效应有关，例如吸收增加-涂层材料中的本征吸收或缺陷吸收-或涂层的低导热性和低熔融温度。高功率涂层需要控制涂层材料的固有性质和减少层中的缺陷。皮秒和飞秒激光光学的激光损伤主要是由场应引起的。这些激光器的大功率涂层需要非常特殊的涂层设计。

根据ISO11254-1（cw-LIDT和1-LIDT上的1，即单脉冲LIDT），ISO11254-2（Son1，即多脉冲LIDT）确定激光诱导损伤阈值（LIDT）和ISO11254-3（针对一定数量的脉冲的LIDT）要求激光系统以单一模式运行，精确的光束诊断以及在线和离线损伤检测系统。这就是为什么只有少数几种类型激光器的有限数量的测量系统可用（例如，在汉诺威Laserzentrum的1064nm）。对于一些Z突出的激光波长，例如氩离子激光器（488nm或514nm），没有可用的测量系统，并且不能提供认证的LIDT数据。

1-on-1-LIDT（即样品的1个位置上的1个脉冲）不代表正常操作条件。然而，这些值可用于比较不同的涂层和优化程序。此外，1对1值与更实际的S-on-1-LIDT（在样品的同一位点上的给定数字“S”的LIDT）直接相关，并且可以解释为LIDT的上限。具有高重复率（一些kHz）的激光系统需要通过大量脉冲的LIDT值表示的寿命测试。

测量设备数量有限，实际使用寿命测试的需要，还需要将测量，寿命测试或多个客户的累积辐射测试纳入我们的目录以及本网站。请考虑到这些值不能与LIDT测量值进行比较，因为给出的激光参数是没有损坏的。此外，这些价值观总是存在不确定性，特别是在确定斑点大小方面。必须考虑大约30％左右的错误。然而，我们认为，关于光学成功运行参数的信息肯定有助于决定使用LAYERTEC光学器件。有时候，客户激光系统的测试将是必要的。LAYERTEC在客户工厂对这些测试提供了相当大的折扣。

Ruby和Alexandrite激光器特别适用于YL激光应用，分别在694nm和755nm工作。LAYERTEC提供广泛的激光光学，适用于具有高激光诱发损伤阈值和长寿命的两种波长。

除了用于光学系统对准的波长的典型组合（例如694nm+633nm）之外，LAYERTEC产品的特殊功能是与同一设备中用于YL应用的其他常用波长的多种组合，但是来自不同的激光源（例如532nm+694nm）。

腔镜

反射率：使用蒸发和溅射在AOI=0°时R>99.8...R>99.9％

高损伤阈值（800MW/cm2，35ns脉冲长度）

图1：694nm（a）和755nm（b）的腔镜的反射光谱

转镜

反射率：对于随机偏振光，AOI=45°时R>99.5％

集成导频激光束对准（例如在630-650nm）

高损伤阈值（800MW/cm2，35ns脉冲长度）

图2：694nm的转向镜与633nm的导频激光器（非偏振光）的反射光谱

梁组合

通过溅射技术精确调节反射率

集成导频激光束对准（例如635nm）

具有特殊设计的高性能和成本优化解决方案

图3：694nm和633nm的特殊光束组合器的反射光谱：

a）PRr（45°，694nm）=99.0％+Rr（45°，633nm）<35％

b）Rr（45°，630-640nm）>35％+Rp（45°，694nm）<0.3％

OutputCouplersandLenses

输出耦合器和透镜

图4：694nm和755nm的AR涂层的反射光谱：a）AR（0°，694nm）<0.2％，b）AR（0°-30°，755nm）<0.5％

具有精确调节反射率的输出耦合器

在输出耦合器的后侧以及由熔融石英制成的透镜和窗户两侧的残余反射率R<0.2％的AR涂层

基于Yb掺杂的晶体或光纤的激光器近年来越来越重要。基于Yb：YAG和Yb掺杂光纤开发了大功率cw激光器。Yb：YAG和Yb：KGW激光器也可以作为高功率ns，ps或fs激光器工作。

Mirrors

图1：HR腔镜（a）和HR转向镜（b）的反射光谱

具有极高输出功率（例如>10kWcw）的激光器通常基于Yb：YAG。LAYERTEC开发了不同的涂层设计，以处理非凡的高流量。这些设计针对cw辐射或ns脉冲或ps脉冲进行了优化。

短波长过滤器

图2：陡边短波长滤波器的透射光谱

HR（0°，1030nm）>99.9％，HT（0°，808-980nm）>99.5％（后侧AR涂层）

特殊功能

具有非常陡峭边缘的短波长通过滤波器，用作基于Yb掺杂材料（例如Yb：YAG，Yb：KGW，Yb掺杂光纤）的固态激光器的泵浦反射镜，

对于Nd掺杂和Yb-Nd共掺杂材料也是有用的

在808nm-990nm处的透射率T>99％，1030nm处的反射率R>99.9％，即从高透射率范围向激光波长的4％内的高反射率范围的转变

优异的激光损伤阈值（1064nm*100MW/cm2cw）

热和气候稳定

*使用大功率光纤激光器在InstitutfürAngewandtePhysik，Friedrich-Schiller-UniversittJena

长波长通过滤波器

图3：具有HR（0,915-980nm）>99.8％的陡边长波长通过滤波器的透射光谱

和HT（0°，1030?1200nm）>97％，用作光纤激光器的后视镜（AR侧）

图4：阻挡二极管辐射的光纤激光器的输出镜的反射光谱

在980nm处具有1030-1100nm的部分反射率R=10％

长波长通过滤波器的陡峭边缘也可以与激光辐射的波长范围内的限定的部分反射率组合。

薄膜偏光镜

图5：薄膜偏光片的s偏振光和p偏振光的反射光谱

其设计用于ps脉冲的高激光损伤阈值（AOI=55°）

薄膜偏振器是ns-和ps-激光器中再生放大器的关键元件。

皮秒激光器基于Yb掺杂材料

可以在Yb：YAG，Yb：KGW-和Yb：KYW的基础上构建皮秒激光器，即脉冲长度为几百fs至10ps的激光器。这些激光器使材料加工不会产生不需要的热效应，例如熔化，从而导致前所未有的工艺精度。此外，皮秒激光器不需要啁啾脉冲放大，与fs-laser相比降低成本，激光晶体不显示能够实现高输出功率的热透镜。近来，已经证明，基于Yb：YAG板晶体，平均功率为400W（770fs，1MHz）的激光器是可能的。

皮秒激光光学器件需要特殊设计的光学元件才能实现高激光损伤阈值。有关详细信息，请参见此处。

对于通常用于从ps范围到几百fs的脉冲压缩的GTI镜，请参见这里。

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2004-09-12 09:23:05

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