une, Conception traditionnelle utilisant des paires de matériaux à indice élevé et faible. b, Stratégie proposée utilisant des couches de nanostratifiés et des matériaux à faible indice. c, réflectance et d, spectres de transmission (angle d'incidence de 45°, traits pleins :s lumière polarisée, lignes pointillées :p lumière polarisée). e, probabilité d'endommagement par impulsion unique en fonction de la fluence d'entrée. Crédit :par Meiping Zhu, Nuo Xu, Behshad Roshanzadeh, S. T. P. Boyd, Wolfgang Rodolphe, Yingjie Chai, et Jianda Shao
La demande de revêtements de miroirs résistants au laser augmente dans la fusion par confinement inertiel, infrastructure de lumière extrême et autres applications laser. Le revêtement de miroir laser UV (UVLM) idéal nécessite une réflectivité élevée avec une large bande passante et un seuil de dommage induit par laser (LIDT) élevé. Malheureusement, ces exigences sont difficiles à satisfaire simultanément. Cela est dû, par exemple, au fait qu'une réflectivité élevée nécessite des matériaux à indice de réfraction (n) élevé, tandis que les matériaux n plus élevés ont tendance à avoir une bande interdite optique plus petite et donc un LIDT plus faible. Traditionnellement, Les UVLM ont été obtenus par dépôt de couches résistantes au laser sur des couches hautement réfléchissantes. Cependant, des compromis sont faits pour les exigences apparemment contradictoires.
Dans un nouvel article publié dans Science de la lumière et application , scientifiques du Laboratoire d'Optique Couches Minces, Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai, Académie chinoise des sciences, Chine, le Département de Physique et d'Astronomie, Université du Nouveau-Mexique, ETATS-UNIS, et ses collègues ont proposé une conception "à réflectivité et résistance au laser en un" en utilisant des couches de nanostratifié accordables (revêtement NLD). Un Al
La bande passante, sur laquelle la réflectance est supérieure à 99,5%, est plus de deux fois supérieure à celle d'un miroir traditionnel à conception combinée "fond de réflectivité et dessus LIDT" (revêtement TCD) d'épaisseur globale comparable. Le LIDT est augmenté d'un facteur d'environ 1,3 pour des impulsions de 7,6 ns à une longueur d'onde de 355 nm. Le concept rapporté entraînant des paramètres de performance améliorés ouvre la voie à une nouvelle génération de revêtements UV pour les applications laser haute puissance.
La nouvelle structure proposée remplace les matériaux à haute teneur en n dans les conceptions traditionnelles par des couches de nanostratifié. Ces scientifiques résument le principe de leur structure de conception :
"L'indice de réfraction (moyen) et la bande interdite optique peuvent être réglés en ajustant le rapport d'épaisseur des deux matériaux dans les couches de nanostratifié, tout en gardant constante l'épaisseur optique totale." "La méthode proposée permet des revêtements UVML avec une plus grande bande passante à haute réflectivité, LIDT plus élevé et ondulations de transmission plus petites dans la région VIS-NIR par rapport aux conceptions traditionnelles d'épaisseur globale comparable."
"Par rapport au revêtement TCD, le revêtement NLD a une intensification de champ E plus faible, une décroissance plus rapide du champ E avec une profondeur et une absorption plus petite, qui sont cohérents avec le LIDT plus élevé observé", ont-ils ajouté.
« Les matériaux nanolaminés déposés par faisceau électronique peuvent être utilisés pour des revêtements UVML de grande taille (à l'échelle du mètre). Nous pensons que le concept décrit ouvre de nouvelles voies pour des revêtements UV améliorés et peut bénéficier à de nombreux domaines de la technologie laser qui reposent sur des revêtements optiques." les scientifiques prédisent.
