激光應用鍍膜

LAYERTEC專業生產從VUV（157nm及以下）到NIR（?4μm）的波長范圍的激光應用的光學元件。

用于激光器的常見類型的光學涂層是高反射鏡（用于作為諧振鏡的正常入射或用于AOI = 45°作為轉向鏡），用于輸出耦合器和分束器的部分反射器以及用于窗戶和透鏡的防反射涂層。用于更復雜激光類型的涂層結合了高反射率的三個波長范圍（例如，對于激光波長和諧波）和高達三個波長范圍的高透射率（例如，對于泵浦波長，倍頻或抑制其他激光器線）。對于在大波長范圍內發射的激光，需要針對光滑群延遲和群延遲色散光譜進行優化的寬帶鏡和反射鏡。染料激光器，Ti：藍寶石激光器，光參量振蕩器（OPO）和飛秒激光器。

除了反射和透射之外，激光應用的涂層必須針對低光損耗和高激光損傷閾值進行優化。

用于VIS和NIR的濺射光學涂層表現出非常低的雜散光和吸收損失（大約為10-5）。 HR反射鏡的反射率或由磁控濺射產生的部分反射體的反射率和透射率的總和遠高于99.9％。對于濺射和蒸發涂層，近測量的NIR吸收損失約為3-30ppm。蒸發涂層在VIS-NIR區域顯示大約10-3級的雜散光損失，在UV和VUV中顯示大約10-2。然而，蒸發的涂層在UV中顯示出低吸收損失。

cw和ns激光光學器件的損害主要與熱效應有關，例如吸收增加 - 涂層材料中的本征吸收或缺陷吸收 - 或涂層的低導熱性和低熔融溫度。高功率涂層需要控制涂層材料的固有性質和減少層中的缺陷。皮秒和飛秒激光光學的激光損傷主要是由場強效應引起的。這些激光器的大功率涂層需要非常特殊的涂層設計。

根據ISO 11254-1（cw-LIDT和1-LIDT上的1，即單脈沖LIDT），ISO 11254-2（S on 1，即多脈沖LIDT）確定激光誘導損傷閾值（LIDT）和ISO 11254-3（針對一定數量的脈沖的LIDT）要求激光系統以單一模式運行，的光束診斷以及在線和離線損傷檢測系統。這就是為什么只有少數幾種類型激光器的有限數量的測量系統可用（例如，在漢諾威Laserzentrum的1064nm）。對于一些突出的激光波長，例如氬離子激光器（488nm或514nm），沒有可用的測量系統，并且不能提供認證的LIDT數據。

1-on-1-LIDT（即樣品的1個位置上的1個脈沖）不代表正常操作條件。然而，這些值可用于比較不同的涂層和優化程序。此外，1對1值與更實際的S-on-1-LIDT（在樣品的同一位點上的給定數字“S”的LIDT）直接相關，并且可以解釋為LIDT的上限。具有高重復率（一些kHz）的激光系統需要通過大量脈沖的LIDT值表示的壽命測試。

測量設備數量有限，實際使用壽命測試的需要，還需要將測量，壽命測試或多個客戶的累積輻射測試納入我們的目錄以及本。請考慮到這些值不能與LIDT測量值進行比較，因為給出的激光參數是沒有損壞的。此外，這些價值觀總是存在不確定性，特別是在確定斑點大小方面。必須考慮大約30％左右的錯誤。然而，我們認為，關于光學成功運行參數的信息肯定有助于決定使用LAYERTEC光學器件。有時候，客戶激光系統的測試將是必要的。 LAYERTEC在客戶工廠對這些測試提供了相當大的折扣。

Ruby和Alexandrite激光器特別適用于醫療激光應用，分別在694nm和755nm工作。 LAYERTEC提供廣泛的激光光學，適用于具有高激光誘發損傷閾值和長壽命的兩種波長。

除了用于光學系統對準的波長的典型組合（例如694nm + 633nm）之外，LAYERTEC產品的特殊功能是與同一設備中用于醫療應用的其他常用波長的多種組合，但是來自不同的激光源（例如532nm + 694nm）。

腔鏡

•反射率：使用蒸發和濺射在AOI = 0°時R> 99.8 ... R> 99.9％

•高損傷閾值（800 MW / cm2，35ns脈沖長度）

圖1：694nm（a）和755nm（b）的腔鏡的反射光譜

轉鏡

•反射率：對于隨機偏振光，AOI = 45°時R> 99.5％

•集成導頻激光束對準（例如在630 - 650nm）

•高損傷閾值（800 MW / cm2，35 ns脈沖長度）

圖2：694nm的轉向鏡與633nm的導頻激光器（非偏振光）的反射光譜

梁組合

•通過濺射技術調節反射率

•集成導頻激光束對準（例如635nm）

•具有特殊設計的高性能和成本優化解決方案

圖3：694nm和633nm的特殊光束組合器的反射光譜：

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

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

Output Couplers and Lenses

輸出耦合器和透鏡

圖4：694nm和755nm的AR涂層的反射光譜：a）AR（0°，694nm）<0.2％，b）AR（0°-30°，755nm）<0.5％

•具有調節反射率的輸出耦合器

•在輸出耦合器的后側以及由熔融石英制成的透鏡和窗戶兩側的殘余反射率R <0.2％的AR涂層

基于Yb摻雜的晶體或光纖的激光器近年來越來越重要。 基于Yb：YAG和Yb摻雜光纖開發了大功率cw激光器。 Yb：YAG和Yb：KGW激光器也可以作為高功率ns，ps或fs激光器工作。

Mirrors

圖1：HR腔鏡（a）和HR轉向鏡（b）的反射光譜

具有*輸出功率（例如> 10kW cw）的激光器通常基于Yb：YAG。 LAYERTEC開發了不同的涂層設計，以處理非凡的高流量。 這些設計針對cw輻射或ns脈沖或ps脈沖進行了優化。

短波長過濾器

圖2：陡邊短波長濾波器的透射光譜

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

特殊功能

•具有非常陡峭邊緣的短波長通過濾波器，用作基于Yb摻雜材料（例如Yb：YAG，Yb：KGW，Yb摻雜光纖）的固態激光器的泵浦反射鏡，

•對于Nd摻雜和Yb-Nd共摻雜材料也是有用的

•在808nm-990nm處的透射率T> 99％，1030nm處的反射率R> 99.9％，即從高透射率范圍向激光波長的4％內的高反射率范圍的轉變

•優異的激光損傷閾值（1064nm * 100 MW / cm2 cw）

•熱和氣候穩定

*使用大功率光纖激光器在InstitutfürAngewandte Physik，Friedrich-Schiller-UniversitätJena

長波長通過濾波器

圖3：具有HR（0,915-980nm）> 99.8％的陡邊長波長通過濾波器的透射光譜

和HT（0°，1030?1200nm）> 97％，用作光纖激光器的后視鏡（AR側）

圖4：阻擋二極管輻射的光纖激光器的輸出鏡的反射光譜

在980nm處具有1030-1100nm的部分反射率R = 10％

長波長通過濾波器的陡峭邊緣也可以與激光輻射的波長范圍內的限定的部分反射率組合。

薄膜偏光鏡

圖5：薄膜偏光片的s偏振光和p偏振光的反射光譜

其設計用于ps脈沖的高激光損傷閾值（AOI = 55°）

薄膜偏振器是ns-和ps-激光器中再生放大器的關鍵元件。

皮秒激光器基于Yb摻雜材料

可以在Yb：YAG，Yb：KGW-和Yb：KYW的基礎上構建皮秒激光器，即脈沖長度為幾百fs10ps的激光器。這些激光器使材料加工不會產生不需要的熱效應，例如熔化，從而導致的工藝精度。此外，皮秒激光器不需要啁啾脈沖放大，與fs-laser相比降低成本，激光晶體不顯示能夠實現高輸出功率的熱透鏡。近來，已經證明，基于Yb：YAG板晶體，平均功率為400W（770fs，1MHz）的激光器是可能的。

皮秒激光光學器件需要特殊設計的光學元件才能實現高激光損傷閾值。有關詳細信息，請參見此處。

對于通常用于從ps范圍到幾百fs的脈沖壓縮的GTI鏡，請參見這里。