高阈值激光膜材料

2020-05-14

高功率激光器是当前强激光领域的研究热点,影响激光系统的功率输出最关键的因素是光学薄膜的激光损伤阈值(LIDT)。影响LIDT的主要因素包括:高低折射率材料的选择和匹配、镀膜工艺过程和薄膜质量。可以说,性能优异的镀膜材料是得到高LIDT激光薄膜的前提,一方面,镀膜材料应尽可能地满足镀膜工艺的需要,减少或避免喷溅的发生;另一方面,材料应尽可能避免敏感杂质元素的污染。


1.jpg


目前主要用于高LIDT激光膜的镀膜材料有:二氧化锆ZrO2-x、二氧化锆ZrO2复合膜料、二氧化铪HfO2(Zr<0。5%)及其复合膜料。


ZrO2-x、ZrO2复合膜料


氧化锆在近紫外(~300nm)到红外(~1300nm)对光不吸收,膜层致密牢固,与二氧化硅膜层的匹配性好。但氧化锆最大的缺点是镀膜时不易控制,容易产生喷溅。采用部分失氧的ZrO2-x或ZrO2复合膜料则能克服上述缺点,得到性能良好的薄膜。在制备近紫外(300nm~400nm)和红外(1064nm)高LIDT激光薄膜中得到应用。


2.png


HfO2(Zr<0.5%)及其复合膜料


HfO2光学镀膜材料是一种性能优异的高折射率材料,其透射波段范围包括远紫外(~200nm)到红外(8000nm),在此波段范围内,光吸收、散射都极少,其折射率在波长500nm处为200。用电子枪蒸发可以得到致密的氧化铪膜层,该膜层硬度高,与石英玻璃、CaF2玻璃基体具有较强的附着力,化学物理性能稳定、耐腐蚀性好。广泛用于紫外激光多层膜、红外镜的遮盖层、无色差分束镜等。可以说,HfO2光学镀膜材料是一种性能优异的制备具有高LIDT激光膜的材料。


3.png


但在自然界,锆(Zr)与铪(Hf)伴生,两者的化学性能非常接近,它们之间的深度分离一直是技术难题。在紫外波段,Zr的存在严重影响薄膜的性能。从光学性能来看,ZrO2的透射波段不能到250nm以下,在250nm以下紫外波段有明显吸收,而且在此波段,两者折射率相差较大(HfO2的折射率是1。95,ZrO2的折射率是2。04);另外,两者同低折射率材料如SiO2的匹配作用相反,因此氧化锆的存在破坏膜层的性能。从物理化学性能看,HfO2比ZrO2稳定得多。通常情况下,不含稳定剂的纯ZrO2热力学不稳定,在摩擦、受热、压力等条件下容易发生相变,相变的同时伴随体积的变化。因此低ZrO2含量的HfO2膜料是制备具有高LIDT的紫外强激光薄膜的关键。


爱特斯光学是一家专业的真空蒸发镀膜材料生产厂家。其生产的二氧化锆与二氧化铪深受广大客户的喜爱,规格尺寸可根据客户具体要求定制,欢迎新老客户洽谈合作!



棋牌游戏大厅 棋牌游戏大厅 波克棋牌 大富豪棋牌 大富豪棋牌 波克棋牌 棋牌游戏 网络棋牌游戏 手机棋牌游戏 娱乐棋牌