摘要 K:Mm?28s 在本案例中,针对Nd:YAG激光器的谐振腔,我们基于λ/4膜堆
结构,通过理论分析确定了的初始膜系设计;同时利用电场分布分析对膜层结构进行
优化,使得在满足高反射率要求的同时,
薄膜整体的
激光损伤阈值得到了显著提高。
m/W0vPM1 应用场景 %n<u- {` 1064nm是Nd : YAG激光器常用的
光谱线。为适应激光
波长漂移及不同激光模式的需求,必须在中心波长附近保持约20nm的宽带高反射性能。本案例中,我们通过理论计算确定了基于1/4波长膜堆结构的周期数 𝑚,确保在1064nm ±20nm范围内的反射率均大于99.5%。此外,借助电场工具,对膜层结构进一步调整,从而提升薄膜整体的激光损伤阈值。
xlQl1lOX 设计结果 /">A3bq 设计结果如上图所示,在 1064nm ± 20nm 带宽范围内,平均反射率达 99.514%
)Ih'0>= 设计流程 '\yp}r'u 尽管金属或金属+介质膜可用于高反射膜,但由于金属存在热吸收且反射率有限。而高功率
激光器对反射镜要求极高,需尽可能接近100%反射率并最小化吸收损耗。因此,必须采用全电介质膜堆以降低吸收并提高反射率。
|BrD:+ 通过向量法或导纳轨迹法可以证明在基板中镀高低
折射率交替的多层1/4波长膜堆可获得极高的反射率。反射率公式为:
e_3KNQ`kA 应用该公式,为了使反射率要到达99.5%,周期数m至少需为8.
x|B$n} B 使用公式工具构建了膜系作为基础结构,并分析了在1064nm ± 20nm 带宽范围内的反射率分布。右图显示了相应的结果,可见在工作波段内的平均反射率达99.63%,已经达到了设计指标。
=/xTUI4 关于公式工具的更多信息:
Tutorial: Formula Tool Y@WCp 通过电场分析工具可以查看电场在膜层间的分布,左图是
标准的四分之一波膜堆的电场分布图。可见强电场峰值分布于高低折射率的界面上。
moO=TGG;F 左图显示,高折射率
材料的激光损伤阈值低于低折射率材料。通过适当调整靠近空气三层的膜厚,可将强电场峰值转移至低折射率膜层,从而来提高整体薄膜的抗激光损伤阈值。
# 3{g6[Y 再次查看调整后膜系的光谱,在 1064nm ± 20nm 带宽范围内,平均反射率达 99.52%,仍然满足设计指标。证明了当前设计不仅满足高反射率要求,还提高了薄膜的整体激光损伤阈值。