Fig. 1. Diagrama esquemático del diseño MDLM propuesto. Crédito:SIOM
Recientemente, un equipo de investigación del Instituto de Óptica y Mecánica Fina de Shanghai de la Academia de Ciencias de China (CAS) propuso un nuevo diseño con capas de mezcla y nuevas interfaces de estructura tipo sándwich para cumplir con los desafiantes requisitos de los espejos láser dicroicos ideales. El artículo de investigación fue publicado en Investigación fotónica el 27 de enero, 2021, y se destacó como una selección del editor.
Los espejos láser dicroicos se utilizan generalmente como separadores de armónicos, combinadores o divisores de haces. Desempeñan un papel importante en muchas aplicaciones láser, incluido el láser de fusión por confinamiento inercial, láser de petavatios femtosegundos, láseres de fibra de alta potencia, láseres compactos de conmutación Q o de modo bloqueado, y otros láseres emergentes. Los requisitos para los espejos láser dicroicos continúan aumentando con el desarrollo de la tecnología láser. El espejo láser dicroico ideal para láseres de alta potencia requiere una propiedad de reflexión o transmisión significativamente diferente y un alto umbral de daño inducido por láser (LIDT) en dos longitudes de onda de interés diferentes simultáneamente.
Desafortunadamente, Los espejos láser dicroicos tradicionales (TDLM) compuestos de materiales puros alternos de índice de refracción (n) alto y bajo a menudo tienen dificultades para lograr un rendimiento espectral excelente y LIDT altos en dos longitudes de onda simultáneamente. Existe una compensación entre el rendimiento óptico requerido y LIDT.
En este trabajo, los investigadores diseñaron y prepararon un espejo láser dicroico a base de mezcla (MDLM), que usa HfO 2 -Alabama 2 O 3 mezcla de material como una capa de alta n con n ajustable y banda prohibida óptica, y SiO2 puro como material bajo en n. La interfaz entre el SiO bajo en n 2 capa y la alta n HfO 2 -Alabama 2 O 3 La capa de mezcla es una interfaz de estructura similar a un sándwich ("SiO 2 -HfO 2 material degradado | HfO 2 | HfO 2 -Alabama 2 O 3 material degradado "), que reemplazan la interfaz discreta tradicional.
Fig. 2. Microestructura y propiedad óptica de los recubrimientos TDLM y MDLM. Crédito:SIOM
El MDLM muestra un excelente rendimiento espectral y un rendimiento mejorado sobre TDLM con propiedades mecánicas más finas, menor absorción, y LIDT superior. Tanto para los pulsos polarizados s de 7.7 ns a una longitud de onda de 532 nm como para los pulsos polarizados p de 12 ns a una longitud de onda de 1, 064 nm, las LIDT casi se duplican.
Esta estrategia de diseño MDLM abre nuevas vías para recubrimientos de espejos dicroicos mejorados y otros recubrimientos láser y puede beneficiar muchas áreas de la tecnología láser que dependen de recubrimientos láser de alta calidad.
