上海光机所研制的基频反射膜在2018年激光损伤阈值水平国际评比中获得最佳结果

图1所示的阈值测试结果表明上海光机所研制的基频反射膜在激光能量密度低于82J/cm²时，膜层没有任何损伤。功能性激光损伤阈值高达94J/cm²。

反射膜在激光系统中精密操纵激光束的传输，其性能直接影响整个激光装置的输出能量和光束质量，是国际激光薄膜领域同行重点研究的薄膜类型。本次参赛样品的薄膜沉积技术包括电子束蒸发、离子束辅助沉积、离子束溅射、磁控溅射等技术。参赛样品采用的高折射率镀膜材料主要包括HfO₂、Al₂O₃、Ta₂O₅等。如图2所示，采用相同沉积技术和相同镀膜材料制备的反射膜激光损伤阈值存在较大差异，体现了激光损伤阈值与沉积工艺的相关性。

上海光机所薄膜光学实验室是我国第一支专业从事激光薄膜研究的团队，至今已有五十余年的研究历史，在激光薄膜设计、制备，及激光与薄膜态材料相互作用方面具有雄厚的积累。在国家科技重大专项、国家高技术863计划等多个项目的持续支持下，为神光系列高功率激光装置、超强超短激光装置提供了大量主要的高损伤阈值激光薄膜，满足了国家战略需求。 

近年来，上海光机所针对提升反射膜激光损伤阈值面临的“灾难性”激光损伤探测与抑制难题开展了深入细致的研究工作。开发了激光“预植”缺陷技术，揭示了基板表面结构性缺陷和膜层界面缺陷共同诱导的激光损伤机制。针对基板难以实现零结构性缺陷加工的困难，提出了基板缺陷缝合修复技术，缝合后激光损伤阈值接近无结构性缺陷膜层的水平；针对膜层界面问题，创新发展了渐变界面沉积技术，攻克了结构性缺陷和界面缺陷共同诱导的灾难性损伤难题。相关研究工作大幅提高了各类介质薄膜元件的激光损伤阈值，在薄膜元件激光损伤阈值提升的长期竞争过程中巩固并强化了我国的国际领先地位。