上海光機所在基于HfO2-Al2O3混合材料的皮秒激光反射鏡研究方面取得進展
發布時間：2023/5/29 9:33:05編輯：Ma Liang
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近期，中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室與高功率激光物理聯合實驗室開展合作研究，在基于HfO2-Al2O3混合材料的皮秒激光反射鏡研究方面取得進展。相關研究成果發表于《光學材料快報》（Optical Materials Express）。
高功率皮秒脈沖激光通常用于高能量密度物理基礎研究，如OMEGA EP， NIF ARC，SG-II-UP PW等。皮秒激光反射鏡作為皮秒激光系統的關鍵元器件，其承受高強度皮秒激光脈沖的能力受到激光誘導損傷閾值（LIDT）的限制。近年來，基于混合材料的光學薄膜元件在納秒和飛秒脈沖激光下表現出優于純材料的性能而得到廣泛關注�；旌喜牧嫌型嵘鈱W薄膜在皮秒脈沖激光下的性能。
研究人員分別以HfO2-Al2O3混合材料和純SiO2材料作為高/低折射率材料，通過電子束蒸發沉積了一種混合材料皮秒激光反射鏡（MPLM）。為了進行對照，制備了由純HfO2材料和SiO2材料交替沉積而成的傳統皮秒激光反射鏡（TPLM）。研究了MPLM和TPLM的光學性能、微觀結構和力學性能，以及在大氣和真空環境下的LIDT（激光脈寬：8 ps，激光波長：1053 nm）和損傷形貌。結果表明，MPLM在大氣和真空環境都表現出更高的LIDT。典型的損傷形貌表明，兩種薄膜的激光誘導損傷與電場分布、薄膜缺陷和薄膜應力密切相關。有限元模擬結果表明，MPLM具有更高的LIDT可能歸功于混合材料降低了多層膜在激光輻照下產生的溫升。
相關工作得到了國家自然科學基金委、中國科學院青年創新促進會等的支持。
圖1. TPLM和MPLM：（a）低折射率層到高折射率層的元素百分比分布圖，（b）XRD圖譜，（c）薄膜應力老化行為，（d）表面形貌
圖2. TPLM和MPLM的激光損傷概率：（a）大氣環境，（b）真空環境
圖3. （a）TPLM和（b）MPLM中位于第一、第二和第三個高電場峰值位置的吸收性缺陷的模擬溫升分布
微信號：ayiwangapp17
（來源： 中科院上海光機所 ）
標簽：皮秒超短脈沖激光器,連續激光CW反射鏡
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