a, Diseño tradicional que utiliza pares de materiales de índice alto y bajo. B, Estrategia propuesta utilizando capas de nanolaminado y materiales de bajo índice. C, reflectancia yd, espectros de transmitancia (ángulo de incidencia de 45 °, líneas continuas:luz polarizada, líneas de puntos:p luz polarizada). mi, probabilidad de daño de un solo pulso en función de la fluencia de entrada. Crédito:por Meiping Zhu, Nuo Xu, Behshad Roshanzadeh, S. T. P. Boyd, Wolfgang Rudolph, Yingjie Chai, y Jianda Shao
La demanda de revestimientos de espejos resistentes al láser está aumentando en la fusión por confinamiento inercial, infraestructura de luz extrema y otras aplicaciones láser. El recubrimiento ideal de espejo láser UV (UVLM) requiere una alta reflectividad con un gran ancho de banda y un alto umbral de daño inducido por láser (LIDT). Desafortunadamente, estos requisitos son difíciles de satisfacer simultáneamente. Esto es debido, por ejemplo, al hecho de que una alta reflectividad requiere materiales de alto índice de refracción (n), mientras que los materiales con n más alta tienden a tener una banda prohibida óptica más pequeña y, por lo tanto, un LIDT más bajo. Tradicionalmente, Los UVLM se lograron mediante la deposición de capas resistentes al láser sobre capas altamente reflectantes. Sin embargo, Se hacen concesiones para los requisitos aparentemente contradictorios.
En un nuevo artículo publicado en Ciencia y aplicación de la luz , científicos del Laboratorio de Óptica de Película Delgada, Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai, Academia china de ciencias, Porcelana, el Departamento de Física y Astronomía, Universidad de Nuevo México, ESTADOS UNIDOS, y colaboradores propusieron un diseño de "reflectividad y resistencia al láser en uno" mediante el uso de capas de nanolaminado sintonizables (revestimiento NLD). An Al 2 O 3 -HfO 2 El revestimiento de espejo a base de nanolaminado para aplicaciones de láser UV se demostró experimentalmente mediante la deposición por haz de electrones.
El ancho de banda sobre el cual la reflectancia es superior al 99,5%, es más del doble que un espejo tradicional de diseño combinado (recubrimiento TCD) de "fondo de reflectividad y parte superior LIDT" de espesor total comparable. El LIDT se incrementa en un factor de ~ 1,3 para pulsos de 7,6 ns a una longitud de onda de 355 nm. El concepto informado que resulta en parámetros de rendimiento mejorados allana el camino hacia una nueva generación de recubrimientos UV para aplicaciones láser de alta potencia.
La nueva estructura propuesta reemplaza los materiales de alta n en los diseños tradicionales con capas de nanolaminado. Estos científicos resumen el principio de su estructura de diseño:
"El índice de refracción (promedio) y la banda prohibida óptica se pueden ajustar ajustando la relación de espesor de los dos materiales en las capas de nanolaminado, manteniendo constante el espesor óptico total. "" El método propuesto permite recubrimientos UVML con un ancho de banda de alta reflectividad más grande, LIDT más alto y ondas de transmisión más pequeñas en la región VIS-NIR en comparación con los diseños tradicionales de espesor total comparable ".
"En comparación con el revestimiento TCD, el recubrimiento NLD tiene una intensificación de campo E más baja, un decaimiento del campo E más rápido con profundidad y menor absorción, que son consistentes con el LIDT más alto observado ", agregaron.
"Los materiales nanolaminados depositados con haz de electrones se pueden utilizar para recubrimientos UVML de gran tamaño (escala de metros). Creemos que el concepto descrito abre nuevas vías para recubrimientos UV mejorados y puede beneficiar a muchas áreas de la tecnología láser que dependen de la alta calidad revestimientos ópticos ". los científicos pronostican.
