uma, Projeto tradicional usando pares de materiais de alto e baixo índice. b, Estratégia proposta usando camadas nanolaminadas e materiais de baixo índice. c, refletância e d, espectro de transmitância (ângulo de incidência de 45 °, linhas sólidas:luz polarizada s, linhas pontilhadas:luz polarizada p). e, probabilidade de dano de pulso único em função da fluência de entrada. Crédito:por Meiping Zhu, Nuo Xu, Behshad Roshanzadeh, S. T. P. Boyd, Wolfgang Rudolph, Yingjie Chai, e Jianda Shao
A demanda por revestimentos de espelho resistentes a laser está aumentando na fusão de confinamento inercial, infraestrutura de luz extrema e outras aplicações de laser. O revestimento ideal de espelho de laser UV (UVLM) requer alta refletividade com grande largura de banda e alto limite de dano induzido por laser (LIDT). Infelizmente, esses requisitos são difíceis de satisfazer simultaneamente. Isto é devido, por exemplo, ao fato de que a alta refletividade requer materiais de alto índice de refração (n), enquanto materiais com n mais altos tendem a ter um gap óptico menor e, portanto, um LIDT menor. Tradicionalmente, Os UVLMs foram obtidos pela deposição de camadas resistentes a laser em camadas altamente reflexivas. Contudo, compromissos são feitos para os requisitos aparentemente contraditórios.
Em um novo artigo publicado em Ciência leve e aplicação , cientistas do Laboratório de Óptica de Filme Fino, Instituto de Óptica e Mecânica Fina de Xangai, Academia Chinesa de Ciências, China, o Departamento de Física e Astronomia, Universidade do Novo México, EUA, e colegas de trabalho propuseram um projeto de "refletividade e resistência a laser em um" usando camadas nanolaminadas ajustáveis (revestimento NLD). An Al 2 O 3 -HfO 2 O revestimento de espelho à base de nanolaminado para aplicações de laser UV foi experimentalmente demonstrado usando deposição de feixe eletrônico.
A largura de banda, sobre o qual a refletância é maior que 99,5%, é mais do que o dobro de um espelho tradicional de combinação de design de "fundo de refletividade e topo de LIDT" (revestimento TCD) de espessura total comparável. O LIDT é aumentado por um fator de ~ 1,3 para pulsos de 7,6 ns em um comprimento de onda de 355 nm. O conceito relatado, resultando em parâmetros de desempenho aprimorados, abre o caminho para uma nova geração de revestimentos UV para aplicações de laser de alta potência.
A nova estrutura proposta substitui os materiais high-n nos designs tradicionais por camadas nanolaminadas. Esses cientistas resumem o princípio de sua estrutura de design:
"O índice de refração (médio) e o gap óptico podem ser ajustados ajustando a proporção da espessura dos dois materiais nas camadas nanolaminadas, enquanto mantém a espessura óptica total constante. "" O método proposto permite revestimentos UVML com largura de banda de alta refletividade maior, LIDT mais alto e ondulações de transmissão menores na região VIS-NIR em comparação com projetos tradicionais de espessura total comparável. "
"Comparado com o revestimento TCD, o revestimento NLD tem uma menor intensificação de campo E, um decaimento de campo E mais rápido com profundidade e menor absorção, que são consistentes com o maior LIDT observado ", acrescentaram.
"Os materiais nanolaminados depositados por feixe eletrônico podem ser usados para revestimentos UVML de grande porte (escala de metros). Acreditamos que o conceito descrito abre novos caminhos para revestimentos UV aprimorados e pode beneficiar muitas áreas da tecnologia de laser que dependem de alta qualidade revestimentos ópticos. " os cientistas previram.
