激光應(yīng)用鍍膜

LAYERTEC專業(yè)生產(chǎn)從VUV（157nm及以下）到NIR（?4μm）的波長(zhǎng)范圍的激光應(yīng)用的光學(xué)元件。

用于激光器的常見類型的光學(xué)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(zhuǎn)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(fù)雜激光類型的涂層結(jié)合了高反射率的三個(gè)波長(zhǎng)范圍（例如，對(duì)于激光波長(zhǎng)和諧波）和高達(dá)三個(gè)波長(zhǎng)范圍的高透射率（例如，對(duì)于泵浦波長(zhǎng)，倍頻或抑制其他激光器線）。對(duì)于在大波長(zhǎng)范圍內(nèi)發(fā)射的激光，需要針對(duì)光滑群延遲和群延遲色散光譜進(jìn)行優(yōu)化的寬帶鏡和反射鏡。染料激光器，Ti：藍(lán)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(yīng)用的涂層必須針對(duì)低光損耗和高激光損傷閾值進(jìn)行優(yōu)化。

用于VIS和NIR的濺射光學(xué)涂層表現(xiàn)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(chǎn)生的部分反射體的反射率和透射率的總和遠(yuǎn)高于99.9％。對(duì)于濺射和蒸發(fā)涂層，近測(cè)量的NIR吸收損失約為3-30ppm。蒸發(fā)涂層在VIS-NIR區(qū)域顯示大約10-3級(jí)的雜散光損失，在UV和VUV中顯示大約10-2。然而，蒸發(fā)的涂層在UV中顯示出低吸收損失。

cw和ns激光光學(xué)器件的損害主要與熱效應(yīng)有關(guān)，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(dǎo)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(zhì)和減少層中的缺陷。皮秒和飛秒激光光學(xué)的激光損傷主要是由場(chǎng)強(qiáng)效應(yīng)引起的。這些激光器的大功率涂層需要非常特殊的涂層設(shè)計(jì)。

根據(jù)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(dǎo)損傷閾值（LIDT）和ISO 11254-3（針對(duì)一定數(shù)量的脈沖的LIDT）要求激光系統(tǒng)以單一模式運(yùn)行，的光束診斷以及在線和離線損傷檢測(cè)系統(tǒng)。這就是為什么只有少數(shù)幾種類型激光器的有限數(shù)量的測(cè)量系統(tǒng)可用（例如，在漢諾威Laserzentrum的1064nm）。對(duì)于一些突出的激光波長(zhǎng)，例如氬離子激光器（488nm或514nm），沒有可用的測(cè)量系統(tǒng)，并且不能提供認(rèn)證的LIDT數(shù)據(jù)。

1-on-1-LIDT（即樣品的1個(gè)位置上的1個(gè)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(yōu)化程序。此外，1對(duì)1值與更實(shí)際的S-on-1-LIDT（在樣品的同一位點(diǎn)上的給定數(shù)字“S”的LIDT）直接相關(guān)，并且可以解釋為L(zhǎng)IDT的上限。具有高重復(fù)率（一些kHz）的激光系統(tǒng)需要通過大量脈沖的LIDT值表示的壽命測(cè)試。

測(cè)量設(shè)備數(shù)量有限，實(shí)際使用壽命測(cè)試的需要，還需要將測(cè)量，壽命測(cè)試或多個(gè)客戶的累積輻射測(cè)試納入我們的目錄以及本。請(qǐng)考慮到這些值不能與LIDT測(cè)量值進(jìn)行比較，因?yàn)榻o出的激光參數(shù)是沒有損壞的。此外，這些價(jià)值觀總是存在不確定性，特別是在確定斑點(diǎn)大小方面。必須考慮大約30％左右的錯(cuò)誤。然而，我們認(rèn)為，關(guān)于光學(xué)成功運(yùn)行參數(shù)的信息肯定有助于決定使用LAYERTEC光學(xué)器件。有時(shí)候，客戶激光系統(tǒng)的測(cè)試將是必要的。 LAYERTEC在客戶工廠對(duì)這些測(cè)試提供了相當(dāng)大的折扣。

Ruby和Alexandrite激光器特別適用于醫(yī)療激光應(yīng)用，分別在694nm和755nm工作。 LAYERTEC提供廣泛的激光光學(xué)，適用于具有高激光誘發(fā)損傷閾值和長(zhǎng)壽命的兩種波長(zhǎng)。

除了用于光學(xué)系統(tǒng)對(duì)準(zhǔn)的波長(zhǎng)的典型組合（例如694nm + 633nm）之外，LAYERTEC產(chǎn)品的特殊功能是與同一設(shè)備中用于醫(yī)療應(yīng)用的其他常用波長(zhǎng)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(fā)和濺射在AOI = 0°時(shí)R> 99.8 ... R> 99.9％

•高損傷閾值（800 MW / cm2，35ns脈沖長(zhǎng)度）

圖1：694nm（a）和755nm（b）的腔鏡的反射光譜

轉(zhuǎn)鏡

•反射率：對(duì)于隨機(jī)偏振光，AOI = 45°時(shí)R> 99.5％

•集成導(dǎo)頻激光束對(duì)準(zhǔn)（例如在630 - 650nm）

•高損傷閾值（800 MW / cm2，35 ns脈沖長(zhǎng)度）

圖2：694nm的轉(zhuǎn)向鏡與633nm的導(dǎo)頻激光器（非偏振光）的反射光譜

梁組合

•通過濺射技術(shù)調(diào)節(jié)反射率

•集成導(dǎo)頻激光束對(duì)準(zhǔn)（例如635nm）

•具有特殊設(shè)計(jì)的高性能和成本優(yōu)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(diào)節(jié)反射率的輸出耦合器

•在輸出耦合器的后側(cè)以及由熔融石英制成的透鏡和窗戶兩側(cè)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(fā)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(zhuǎn)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(fā)了不同的涂層設(shè)計(jì)，以處理非凡的高流量。 這些設(shè)計(jì)針對(duì)cw輻射或ns脈沖或ps脈沖進(jìn)行了優(yōu)化。

短波長(zhǎng)過濾器

圖2：陡邊短波長(zhǎng)濾波器的透射光譜

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

特殊功能

•具有非常陡峭邊緣的短波長(zhǎng)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(tài)激光器的泵浦反射鏡，

•對(duì)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(zhǎng)的4％內(nèi)的高反射率范圍的轉(zhuǎn)變

•優(yōu)異的激光損傷閾值（1064nm * 100 MW / cm2 cw）

•熱和氣候穩(wěn)定

*使用大功率光纖激光器在InstitutfürAngewandte Physik，F(xiàn)riedrich-Schiller-UniversitätJena

長(zhǎng)波長(zhǎng)通過濾波器

圖3：具有HR（0,915-980nm）> 99.8％的陡邊長(zhǎng)波長(zhǎng)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(cè)）

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(zhǎng)波長(zhǎng)通過濾波器的陡峭邊緣也可以與激光輻射的波長(zhǎng)范圍內(nèi)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(shè)計(jì)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(guān)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(chǔ)上構(gòu)建皮秒激光器，即脈沖長(zhǎng)度為幾百fs10ps的激光器。這些激光器使材料加工不會(huì)產(chǎn)生不需要的熱效應(yīng)，例如熔化，從而導(dǎo)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?qū)崿F(xiàn)高輸出功率的熱透鏡。近來，已經(jīng)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(xué)器件需要特殊設(shè)計(jì)的光學(xué)元件才能實(shí)現(xiàn)高激光損傷閾值。有關(guān)詳細(xì)信息，請(qǐng)參見此處。

對(duì)于通常用于從ps范圍到幾百fs的脈沖壓縮的GTI鏡，請(qǐng)參見這里。