大功率飛秒激光光學(xué)

大功率飛秒激光光學(xué)

飛秒激光光學(xué)涂層通常針對特殊的反射率，透射率和GDD光譜進(jìn)行優(yōu)化。這種涂層的激光誘導(dǎo)損傷閾值（LIDT）對于大多數(shù)應(yīng)用來說不太重要。然而，大功率fs激光器正在調(diào)查中，近年來fs激光器的輸出功率大大增加（參見參考文獻(xiàn)1）及其中的參考文獻(xiàn)。因此，fs激光光學(xué)的LIDT變得越來越重要。 LAYERTEC已經(jīng)對fs和ps激光器的LIDT進(jìn)行了詳細(xì)的研究。*如下表所示，我們發(fā)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)寬帶和超寬帶光學(xué)器件和我們的高功率鏡的LIDT值有很大差異。標(biāo)準(zhǔn)低GDD鏡像顯示0.3J / cm2的LIDT值，而負(fù)GDD鏡，寬帶和超寬帶組件的LIDT約為0.1J / cm2。

我們的調(diào)查證明，飛秒激光光學(xué)的LIDT取決于涂層材料和涂層設(shè)計(jì)。標(biāo)準(zhǔn)低GDD組件和上述其他光學(xué)器件的LIDT值的差異來自使用的不同涂層設(shè)計(jì)。特別是寬帶和負(fù)GDD設(shè)計(jì)導(dǎo)致低損傷閾值。只有標(biāo)準(zhǔn)低GDD組件的設(shè)計(jì)達(dá)到更高的LIDT值。在所有這些情況下，選擇具有高對比度的折射率的材料以便實(shí)現(xiàn)大的帶寬。可以使用其他涂料實(shí)現(xiàn)更高的LIDT值。然而，由于折射率較低的對比度，由這些材料制成的反射鏡僅具有約80nm的帶寬。然而，這個帶寬對于低150fs的脈沖長度來說就足夠了。所有高功率設(shè)計(jì)都針對GDD <20fs2進(jìn)行了優(yōu)化。

我們區(qū)分不同的大功率設(shè)計(jì)，因?yàn)椴煌牟牧辖M合和設(shè)計(jì)在制備涂層方面需要不同的努力，并且在機(jī)械性能方面也有所不同。層中的壓力。這些涂層的光譜帶寬幾乎相同。一個例子如圖1所示。

還發(fā)現(xiàn)LAYERTEC優(yōu)化銀鏡的LIDT值高于fs范圍內(nèi)的標(biāo)準(zhǔn)組件。銀鏡是有利的，因?yàn)樗鼈兙哂蟹浅挼牧鉍DD反射帶，在正常入射時的反射率高達(dá)98.5％。即使具有0.01％定義透射率的銀色鏡像顯示出比所有介電超寬帶組件更高的損傷閾值。有關(guān)銀鏡的更多信息，請參見此處。

1）E.Innerhofer，T.Südmeyer，F(xiàn).Brunner，R.Häring，A.Aschwanden和R.Paschotta，C.Hönninger和M.Kumkar，U.Keller，“60-W平均輸出功率在810-fs脈沖來自薄盤Yb：YAG激光器“，OPTICS LETTERS Vol.28，No.5，p.367-369

*與激光中興漢諾威和弗里德里希 - 席勒大學(xué)合作。這項(xiàng)工作大部分是在德國加入項(xiàng)目PRIMUS的框架內(nèi)完成的，該項(xiàng)目得到了Forschung und Technologie的Bundesministerium的支持

介質(zhì)大功率鏡

圖1：大功率fs激光鏡HR（0°，800nm）的反射光譜R> 99.9％

關(guān)于激光誘導(dǎo)的飛秒激光損傷閾值的概述

*測量條件：30000脈沖，重復(fù)頻率1kHz，λ= 800nm; 根據(jù)ISO 11254，在漢諾威Laser Zentrum和Friedrich-Schiller-UniversitätJena進(jìn)行了測量

**自聚焦效應(yīng)可能破壞基材，而AR涂層仍然穩(wěn)定

金屬大功率鏡

圖2：裸金和fs優(yōu)化銀的反射光譜（針對800nm處的高反射率進(jìn)行了優(yōu)化）

大功率飛秒激光鏡GDD

圖3：標(biāo)準(zhǔn)和高功率電介質(zhì)反射鏡和fs保護(hù)銀鏡的組延遲色散（GDD）