超快激光膜层的损伤阈值

深圳海纳光学专业代理的较常见的激光光学镀膜类型是高反射镜(用于正常入射的谐振镜或用于AOI=45°的转向镜)、用于输出耦合器和分束器的部分反射镜，以及用于窗口和透镜的抗反射膜。复杂的激光类型的涂层可以结合了多达三个高反射率波长范围(例如激光波长和谐波)和多达三个高透射波长范围(例如泵浦波长、谐波或其他激光线的抑制)。激光器在大波长范围内发射，例如染料激光器、钛蓝宝石激光器、光学参量振荡器(OPOs)和飞秒激光器，需要宽带反射镜和优化了平滑群延迟和群延迟色散谱的反射镜。
 
图一 金属膜层的光谱反射率曲线
除了反射率和透射率，用于激光应用的薄膜涂层必须优化为低光损失和高激光损伤阈值。
溅射发形成的飞秒激光反射膜用于可见光和近红外波段表现出极低的斜光损耗和吸收损耗(都在10-5左右)。HR反射镜的反射率，或磁控溅射产生的部分反射镜的反射率和透射率之和均在99.9%以上。通过专业实验室的测量，Laserytec电子束蒸镀膜层的近红外吸收损失为3-30ppm。蒸发后的涂层在可见光-近红外区显示出10-3左右的杂化光损失，在UV和VUV区显示出10-2左右的条纹光损失。然而，热蒸镀的膜层在紫外线中表现出较低的吸收损失。
连续波和纳秒激光光学的损伤主要与吸收率增加(涂层材料的固有吸收率或缺陷的吸收率)或涂层的导热性差和熔点低等热效应有关。高功率涂层既需要控制涂层材料的内在性能，又需要减少镀层中的缺陷。皮秒和飞秒激光光学中的激光损伤主要是由场强效应引起的。Layertec为这些激光器进行了非常特殊的涂层设计，发展出了一系列高功率超快激光镀膜产品。
 
图二 Layertec镀膜镜片

膜层的激光损伤阈值
激光诱导损伤阈值的确定(LIDT)根据ISO 11254 - 1 (cw - LIDT 1-LIDT和1,即单脉冲LIDT)、ISO 11254 - 2 (1 S,即多个脉冲LIDT)和ISO 11254 - 3(一定数量的脉冲LIDT) 三个标准，需要激光系统在单一模式下运用，精确的光束诊断以及在线和离线损伤检测系统。目前的激光损伤阈值标准比较死板，这就是为什么只有有限数量的测量系统和几种激光器可用(例如1064nm汉诺威激光中心)。对于一些显著的激光波长，例如氩离子激光器(488nm或514nm)，没有可用的测量系统，也不能提供认证的LIDT数据。
1-on-1 LIDT (即样品的一个部位上的一个脉冲)是一种新型的判定激光损伤阈值的方法，它不代表符合标准的损伤阈值。然而，这些值可以用于不同薄膜材料的比较和优化程序。此外，1-on-1的值与更实际的S-on-1-LIDT(在样品的同一位置上给定数“S”的脉冲的LIDT)直接相关，可以解释为LIDT的上限。高重复率(一些kHz)的激光系统需要用LIDT值来表示高脉冲数的寿命测试。
对于脉冲150fs左右的飞秒激光，Layertec的膜层损伤阈值可以超过0.7J/cm2。
由于测量设备的数量有限，加上实际应用中对寿命测试的需要，因此有必要在我们的目录和本网站中寻找几个对寿命测试或累积辐照测试有作用的产品。值得注意的是这些值不能与LIDT测量相比较，因为这里给出的激光参数是没有损伤的。此外，这些值总是不确定的，特别是在光斑的大小会很大的影响激光损伤的数值，大约会有30%的误差。根据我们多年的经验，Layertec产品规格书中的参数肯定有助于用户选择合适的产品，而且确保光学系统成功运行。然而，有时客户购买产品后，在自己的激光系统进行一些测试将是必要的。Layertec支持在客户工厂进行这样的测试，对测试件提供相当大的折扣。