激光反射镜制造技术

本实用新型专利技术提供一种激光反射镜，包括基底层，所述基底层上依次设有由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的高反射膜堆、由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的连接膜堆、由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的激光抵抗膜堆和由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的保护膜堆。本实用新型专利技术的有益效果是，设有激光抵抗膜堆，可以有效的将激光对反射膜堆的损伤降低，因此高反射膜堆可以充分的发挥其高反射的能力而不必考虑激光损伤，这样可以使得高反射膜堆选择使用适当的薄膜材料完成高反射的任务，可以减少薄膜的层数同时又能达到传统激光反光镜的要求，使得本实用新型专利技术的激光反光镜总体的镀膜厚度降低，节省材料，同时因降低镀膜的层数而提高生产的速度。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

激光反射镜
本技术涉及激光反射镜领域，尤其涉及一种具有高损伤阈值高反射率的激光反射镜。
技术介绍
在高功率激光系统中，光学薄膜是一个非常重要而又是最易损伤的薄弱环节，随着激光器输出功率和能量的不断提高，对激光器谐振腔反射镜的反射率和损伤阈值提出了越来越高的要求，传统的全介质激光反射镜通常采用高低折射率两种氧化物材料，按照规整的四分之一光学厚度交替叠加，反射率的高低决定于两种材料折射率的差值和叠加的膜层数，折射率差值越大，叠加膜层数越多，理论上获得的反射率就越高，但实际上膜层的层数不可能无限的增加，最高可达到的反射率要受到膜层吸收和散射损耗的限制。而且层数越多，膜层应力越大，引入节瘤缺陷的几率也越大，镀制成本也会随之增加。从激光对薄膜的破坏角度来说，膜层材料应具有高的抗激光损伤阈值，没有高的阈值，获得再高的反射率也没有实用价值。传统上高损伤阈值激光反射镜制造，主要是在膜层材料上选用耐损伤能力强的高低折射率薄膜材料组合如Hf02/Si02，Y203/Si02，通过规整的四分之一光学厚度交替叠加来同时实现高的反射率要求。SiO2在工作波长上吸收系数很小，呈均匀的微粒生长，具有极高的激光损伤阈值，是一种理想的低折射率材料，目前在高性能激光反射镜制造上存在的问题是可选用的高折射率材料非常有限，往往是具有较高折射率的材料，如 Ta2O5, TiO2, Nb2O5等一般为低熔点材料，其抗激光损伤阈值较低，在激光辐照过程中能量累积对薄膜烧蚀效应明显。而具有高抗激光损伤能力的材料，如HfO2, Y2O3, ZrO2等，其折射率偏低，达到高反射率要求存在所需层数多，在膜系制备中存在层数较多，膜面粗糙，镀制难度大的缺点。而对于像Al2O3材料，具有极高的抗激光损伤阈值，但该材料折射率较HfO2, Y2O3等还显偏低，作为高折射率材料进行组合，需要镀制极多的膜层数才能满足反射率要求，而且由于折射率差值小，反射带宽也很有限，因此很难获得实用。正因为这样，研究人员一直致力于新型激光反射镜的研制。如何能够选用适当的膜层组合，在较少的层数下制备出高反射率，高损伤阈值的激光反射镜成为一个难点。
技术实现思路
本技术旨在提供一种即具有高损伤阈值又满足高反射率的激光反射镜。为了解决上述问题，本技术提供一种激光反射镜，包括基底层，所述基底层上依次设有由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的高反射膜堆、由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的连接膜堆、由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的激光抵抗膜堆和由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的保护膜堆。其中，所述高反射膜堆由高折射率薄膜层和低折射率薄膜层依次交替叠加组成， 所述高折射率薄膜层是TiO2薄膜层、Nb2O5薄膜层和Ta2O5薄膜层中的一种，所述低折射率薄膜层是SiO2薄膜层。其中，所述高反射膜堆最外侧与所述连接膜堆贴合的薄膜层为SiO2薄膜层。其中，所述激光抵抗膜堆由具有高损伤阀值的薄膜层和低折射率薄膜层依次交替叠加组成，所述有高损伤阀值的薄膜层是AL2O3薄膜层、Y2O3薄膜层、HfO2薄膜层中的一种， 所述低折射率薄膜层为SiO2薄膜层。其中，所述激光抵抗膜堆设有奇数层的薄膜层。其中，所述连接膜堆是由SiO2薄膜层组成。其中，所述保护膜堆是由SiO2薄膜层组成。区别于现有技术的全介质激光反射镜通常采用高低折射率两种氧化物材料，按照规整的四分之一光学厚度交替叠加，反射率的高低决定于两种材料折射率的差值和叠加的膜层数，折射率差值越大，叠加膜层数越多，理论上获得的反射率就越高，但实际上膜层的层数不可能无限的增加，最高可达到的反射率要受到膜层吸收和散射损耗的限制，本技术的有益效果是，设有激光抵抗膜堆，可以有效的将激光对反射膜堆的损伤降低，因此高反射膜堆可以充分的发挥其高反射的能力而不必考虑激光损伤，这样可以使得高反射膜堆选择使用适当的薄膜材料完成高反射的任务，可以减少薄膜的层数同时又能达到传统激光反光镜的要求，使得本技术的激光反光镜总体的镀膜厚度降低，节省材料，同时因降低镀膜的层数而提高生产速度。附图说明图I是本技术激光反射镜的一种结构示意图；图2为本传统全介质激光反射镜膜堆结构中的电场强度分布示意图；图3为本技术激光反射镜膜堆结构中的电场强度分布示意；图4为本技术激光反射镜反射光谱和传统采用耐损伤材料激光反射镜反射光谱对比图。其中1、基底层；2、高反射膜堆；3、连接膜堆；4、激光抵抗膜堆；5、保护膜堆。具体实施方式为详细说明本技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。请参阅图1，本实施方式提供一种激光反射镜，包括基底层1，所述基底层I上依次设有由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的高反射膜堆2、由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的连接膜堆3、由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的激光抵抗膜堆4和由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的保护膜堆5。本技术设有激光抵抗膜堆4，可以有效的将激光对高反射膜堆2的损伤降低，因此高反射膜堆2可以充分的发挥其高反射的能力而不必考虑激光损伤，这样可以使得高反射膜堆2选择使用适当的薄膜材料完成高反射的任务，可以减少薄膜的层数同时又能达到传统激光反光镜的要求，使得本技术的激光反光镜总体的镀膜厚度降低，节省材料，同时因降低镀膜的层数而提高生产的速度。在本实施例中，所述高反射膜堆2由高折射率薄膜层和低折射率薄膜层依次交替叠加组成，所述高折射率薄膜层是TiO2薄膜层、Nb2O5薄膜层和Ta2O5薄膜层中的一种，所述低折射率薄膜层是SiO2薄膜层。在本实施例中，高反射膜堆2中，每一层的薄膜厚度为激4光反射镜中心波长的四分之一光学厚度，高反射膜堆2的膜层数取决于中心波长要求达到的反射率，通常在24层-38层之间，层数越多，意味着中心波长反射率越高，同时吸收和散射的也越多。在本实施例中，所述高反射膜堆2最外侧与所述连接膜堆3贴合的薄膜层为SiO2 薄膜层，这样可以对具有高折射率的薄膜层起到一定的保护作用。在本实施例中，所述激光抵抗膜堆4由具有高损伤阀值的薄膜层和低折射率薄膜层依次交替叠加组成，所述有高损伤阀值的薄膜层是AL2O3薄膜层、Y2O3薄膜层、HfO2薄膜层中的一种，所述低折射率薄膜层为SiO2薄膜层。所述AL203、Y203和HfO2都是具有很高的激光损伤阀值的中等折射率材料，抗激光损伤性能很强，这样可以有效的降低激光对高反射膜堆2的损伤。在本实施例中，所述激光抵抗膜堆4 一般是设有奇数层的薄膜层，这样可以使得激光的光路更好的进入和射出反光镜，当然也可以是偶数层。在本实施例中，激光抵抗膜堆 4各层厚度为激光反光镜中心波长的四分之一光学厚度，膜层数决定于激光在膜堆中的电场强度分布情况，通常为4-7层就可以将激光对高反射膜堆2的损伤降到可以接受的范围。在本实施例中，所述的连接膜堆3采用的是由多层SiO2薄膜层组成，主要是起到过度的作用，同时对高反射膜堆2进行界面改善并起到保护膜作用提高其抗激光损伤能力。在本实施例中，所述的保护膜堆5是由多层SiO2薄膜组成，折射率低且材质通用。传统的全介质激光反射镜的电场分布如图2所示，具体膜堆结构为Ti02/Si02反射膜堆基底/ (HL) ~ IOH/空气，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光反射镜，包括基底层，其特征在于，所述基底层上依次设有由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的高反射膜堆、由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的连接膜堆、由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的激光抵抗膜堆和由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的保护膜堆。

【技术特征摘要】
1.一种激光反射镜，包括基底层，其特征在于，所述基底层上依次设有由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的高反射膜堆、由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的连接膜堆、由多层四分之一光学厚度薄膜层构成的激光抵抗膜堆和由多层二分之一光学厚度薄膜层构成的保护膜堆。2.根据权利要求I所述的激光反射镜，其特征在于，所述高反射膜堆由高折射率薄膜层和低折射率薄膜层依次交替叠加组成，所述高折射率薄膜层是TiO2薄膜层、Nb2O5薄膜层和Ta2O5薄膜层中的一种，所述低折射率薄膜层是SiO2薄膜层。3.根据权利要求2所述的激光反射镜，其特征在于，所述高反射膜堆最外侧与所述连...

【专利技术属性】
技术研发人员：卜轶坤，关振奋，吴冠伟，张慎兴，
申请(专利权)人：晋谱福建光电科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：