Récemment, une équipe de recherche de l'Institut d'optique et de mécanique fine de Shanghai de l'Académie chinoise des sciences (CAS) a proposé une nouvelle conception avec des couches de mélange et de nouvelles interfaces de structure en sandwich pour répondre aux exigences difficiles des miroirs laser dichroïques idéaux. L'article de recherche a été publié dans Recherche en photonique le 27 janvier, 2021, et a été mis en évidence comme un choix de l'éditeur.

Les miroirs laser dichroïques sont généralement utilisés comme séparateurs d'harmoniques, combinateurs ou séparateurs de faisceaux. Ils jouent un rôle important dans de nombreuses applications laser, y compris le laser de fusion à confinement inertiel, laser femtoseconde pétawatt, lasers à fibre haute puissance, lasers compacts à commutation Q ou à mode verrouillé, et d'autres lasers émergents. Les exigences pour les miroirs laser dichroïques continuent d'augmenter avec le développement de la technologie laser. Le miroir laser dichroïque idéal pour les lasers à haute puissance nécessite une propriété de réflexion ou de transmission significativement différente et un seuil de dommage induit par laser (LIDT) élevé à deux longueurs d'onde d'intérêt différentes simultanément.

Malheureusement, Les miroirs laser dichroïques traditionnels (TDLM) composés de matériaux purs à indice de réfraction élevé et faible (n) alternés ont souvent du mal à obtenir d'excellentes performances spectrales et des LIDT élevés à deux longueurs d'onde simultanément. Il existe un compromis entre les performances optiques requises et le LIDT.

Dans ce travail, les chercheurs ont conçu et préparé un miroir laser dichroïque à base de mélange (MDLM), qui utilise HfO 2 -Al 2 O 3 matériau de mélange sous forme de couche à n élevé avec n réglable et bande interdite optique, et du SiO2 pur en tant que matériau à faible n. L'interface entre le SiO à faible n 2 couche et la haute n HfO 2 -Al 2 O 3 couche de mélange est une interface de structure en sandwich ("SiO 2 -HfO 2 matériau dégradé | HfO 2 | HfO 2 -Al 2 O 3 matériau dégradé"), qui remplacent l'interface discrète traditionnelle.

Le MDLM montre d'excellentes performances spectrales et des performances améliorées par rapport au TDLM avec des propriétés mécaniques plus fines, absorption plus faible, et LIDT plus élevé. Pour les impulsions de 7,7 ns polarisées en s à une longueur d'onde de 532 nm et les impulsions de 12 ns en polarisation p à une longueur d'onde de 1, 064 nm, les LIDT sont presque doublés.

Cette stratégie de conception MDLM ouvre de nouvelles voies pour des revêtements de miroir dichroïques améliorés et d'autres revêtements laser et peut profiter à de nombreux domaines de la technologie laser qui reposent sur des revêtements laser de haute qualité.