Νέα πρόοδος στη μελέτη του μηχανισμού ευρείας φασματικής βλάβης κατόπτρων χαμηλής διασποράς στο Ινστιτούτο Οπτικών Μηχανημάτων της Σαγκάης
Πρόσφατα, το Τμήμα Τεχνολογίας και Μηχανικής Συστατικών λέιζερ υψηλής ισχύος του Ινστιτούτου Οπτικής και Μηχανημάτων Ακριβείας της Σαγκάης (SIPM), Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (CAS), σημείωσε νέα πρόοδο στη μελέτη του μηχανισμού βλάβης ευρέως φάσματος χαμηλής διασποράς καθρέφτες. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο περιοδικό «Ultra-broad-spectrum laser-pulse damage of low-dispersion mirrors. Τα ερευνητικά αποτελέσματα έχουν δημοσιευθεί στο Optical Materials με τίτλο «Ultra-broad-spectrum laser-pulse damage of low-dispersion καθρέφτες».
Η τεχνολογία οπτικής παραμετρικής ενίσχυσης παλμών με κελαηδήματα θεωρείται η πιο πολλά υποσχόμενη λύση για την υλοποίηση υπερ-έντονο υπερσύντομο λέιζερ 100 bW ή ακόμα και AIW, και τα κάτοπτρα χαμηλής διασποράς είναι τα βασικά συστατικά του συστήματος υπερσύντομου λέιζερ για έλεγχο κατεύθυνσης και μετάδοση ενέργειας, ωστόσο, υπάρχουν λίγες αναφορές για τις μελέτες βλάβης κατόπτρων χαμηλής διασποράς υπό τη δράση λέιζερ 200 nm ευρέος φάσματος και ο μηχανισμός της βλάβης είναι ακόμα ασαφής, γεγονός που έχει περιορίσει τη βελτίωση της απόδοσης του βλάβη των κατόπτρων χαμηλής διασποράς του λέιζερ ευρείας ζώνης.
Με βάση το μπροστινό σύστημα ενίσχυσης οπτικών παραμετρικών παλμών με κελαηδήματα της Shanghai Extreme Light Device, η ερευνητική ομάδα κατασκεύασε μια πλατφόρμα δοκιμών ζημιών νανοδευτερόλεπτου και φεμτοδευτερόλεπτου ευρέως φάσματος 200 nm και επαλήθευσε συστηματικά τα χαρακτηριστικά ζημιάς των ευρυζωνικών κατόπτρων χαμηλής διασποράς υπό τη δράση παλμικών λέιζερ νανοδευτερολέπτων ευρέως φάσματος και femtosecond. Λόγω της ύπαρξης χωρο-χρονικού κελαηδήματος, η βλάβη νανοδευτερόλεπτου ευρέος φάσματος παρουσιάζει υψηλό βαθμό ντετερμινισμού. εξετάζεται ότι το προστατευτικό αποτέλεσμα της συμβατικής τεχνολογίας προστατευτικού στρώματος περιορίζεται στην κεντρική ζώνη, ενώ το ακραίο στοιχείο της ανακλαστικής ζώνης προκαλεί ενίσχυση ηλεκτρικού πεδίου και η ικανότητα του προστατευτικού στρώματος να ανεβάζει το κατώφλι εξαρτάται από την ανταγωνιστική σχέση μεταξύ των δύο ρόλοι της προστασίας του ηλεκτρικού πεδίου και της ενίσχυσης του ηλεκτρικού πεδίου. Επιπλέον, διαπιστώθηκε ότι η θερμοδυναμική αντιστοίχιση μεταξύ των υλικών του στρώματος της μεμβράνης είναι το κλειδί για την περαιτέρω αύξηση του κατωφλίου. Για τη βλάβη του παλμού femtosecond σε ευρέος φάσματος, κατασκευάζεται μια ολοκληρωμένη έκφραση ηλεκτρικού πεδίου που περιέχει πληροφορίες φασματικού πλάτους για να ληφθούν τα χαρακτηριστικά ζημιάς της λεπτής μεμβράνης εξαιρετικά γρήγορου λέιζερ κάτω από διαφορετικά φασματικά εύρη ζώνης και η αντίστοιχη σχέση μεταξύ του φασματικού εύρους ζώνης και του ορίου βλάβης της λεπτής μεμβράνης καθιερώνεται, το οποίο παρέχει θεωρητική υποστήριξη για τη βελτίωση της απόδοσης ζημιάς των κατόπτρων χαμηλής διασποράς ευρείας ζώνης. Η μελέτη του μηχανισμού ευρείας φασματικής βλάβης θα παράσχει θεωρητική υποστήριξη για τη βελτίωση της ευρυζωνικής απόδοσης βλάβης κατόπτρου χαμηλής διασποράς και θα θέσει τα θεμέλια για περαιτέρω βελτίωση του ορίου βλάβης του ευρυζωνικού κατόπτρου χαμηλής διασποράς.
Η σχετική εργασία υποστηρίχθηκε από το Βασικό Έργο Διεθνούς Συνεργασίας Επιστημονικής και Τεχνολογικής Καινοτομίας μεταξύ Κινεζικών και Ιταλικών Κυβερνήσεων, το Εθνικό Ίδρυμα Φυσικών Επιστημών της Κίνας, το Youth Innovation Promotion Association της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών και το Μεταδιδακτορικό Ίδρυμα Επιστημών. (Συνεισφορά από το Τμήμα Τεχνολογίας και Μηχανικής Εξαρτημάτων Λέιζερ Υψηλής Ισχύος);
Το Ινστιτούτο Οπτικής και Μηχανικής της Σαγκάης (SIOM) έχει σημειώσει νέα πρόοδο στη μελέτη του μηχανισμού βλάβης ευρέος φάσματος κατόπτρων χαμηλής διασποράς.
Σχήμα 1 Σχηματικό διάγραμμα πλατφόρμας δοκιμής βλάβης ευρέος φάσματος
Εικ. 2 Μορφολογία βλάβης ευρυζωνικού καθρέφτη διασποράς
