激光应用涂层

产品介绍

激光应用涂层

近年来，基于掺Yb的晶体或纤维的激光器变得越来越重要。基于Yb：YAG以及掺Yb的光纤开发了高功率连续激光器。Yb：YAG和Yb：KGW激光器也可以用作高功率ns，ps或fs激光器。

反射镜

图1：HR腔镜（a）和HR转向镜（b）的反射光谱

输出功率*（例如> 10kW cw）的激光器通常基于Yb：YAG。 LAYERTEC已开发出不同的涂料设计，以应对非凡的高通量。 设计针对连续辐射或ns脉冲或ps脉冲进行了优化。

短波通滤光片

图2：陡边短波通滤光片的透射光谱

HR（0°，1030nm）> 99.9％，HT（0°，808-980nm）> 99.5％（后侧AR涂层）

特殊功能

Ø边缘很陡的短波长通过滤光片，用作掺有Yb的材料（例如Yb：YAG，Yb：KGW，掺Yb的光纤）用作固态激光器的泵浦反射镜

Ø对于Nd掺杂和Yb-Nd共掺杂的材料也很有用

Ø在808nm–990nm处的透射率T> 99％，在1030nm处的反射率R> 99.9％，即在4％的激光波长范围内从高透射率范围过渡到高反射率范围

Ø*的激光损伤阈值（100 MW / cm2 cw at 1064nm *）

Ø热和气候稳定

*耶拿大学弗里德里希-席勒大学物理研究所用高功率光纤激光器测量

长波通滤光片

图3：HR（0，915 – 980 nm）> 99.8％的陡边长波通滤光片的透射光谱

HT（0°，1030 – 1200 nm）> 97％，用作光纤激光器的输出镜（背面镀AR）

图4：阻挡二极管辐射的光纤激光器的输出镜的反射光谱在980nm处具有1030-1100nm的部分反射率R = 10％

长波通滤光片的陡峭边缘也可以与在激光辐射的波长范围内定义的部分反射率组合。

薄膜偏振片

图5：薄膜偏振片的S偏振和P偏振光的反射光谱

设计用于ps脉冲的高激光损伤阈值（AOI = 55°）

薄膜偏振片是ns激光和ps激光中的再生放大器的关键元件。

基于Yb掺杂材料的皮秒激光器

皮秒激光器，即具有几百个fs到10ps的脉冲长度的激光器，可以基于Yb：YAG-，Yb：KGW-和Yb：KYW来构建。这些激光使材料加工过程中不会产生不希望的热效应，例如熔化，从而导致了未有的加工精度。此外，皮秒激光器不需要require脉冲放大，与fs激光器相比，它降低了成本，并且激光晶体没有显示可实现高输出功率的热透镜。最近，已经证明，基于Yb：YAG平板晶体，平均功率为400W（770fs，1MHz）的激光器是可能的。

皮秒激光光学器件需要特殊设计的光学器件才能达到较高的激光损伤阈值。 有关详细信息，请参见此处。

对于通常用于ps范围至几百fs范围内的脉冲压缩的GTI反射镜，请参见此处。

激光应用涂层

Ruby和Alexandrite激光特别适用于医疗激光应用，工作频率分别为694nm和755nm。 LAYERTEC为两种波长提供广泛的激光光学器件，具有很高的激光诱导损伤阈值和长寿命。除了用于校准光学系统的典型波长组合（例如694nm + 633nm）以外，LAYERTEC产品的一个特殊功能是同一设备中医疗应用中使用的其他常见波长的多种组合，但来自不同的激光源（例如532nm） + 694nm）。

腔镜

Ø反射率：使用蒸发和溅射在AOI = 0°时R> 99.8 ... R> 99.9％

Ø高损伤阈值（800 MW / cm2，35ns脉冲长度）

图1：694nm（a）和755nm（b）的腔镜的反射光谱

转向镜

Ø反射率：对于随机偏振光，AOI = 45°时R> 99.5％

Ø集成导频激光束对准（例如在630 - 650nm）

Ø高损伤阈值（800 MW / cm2，35 ns脉冲长度）

图2：694nm的转向镜与633nm处的导向激光组合的反射光谱（非偏振光）

合束器

Ø通过溅射技术准确调节反射率

Ø集成的引导激光束对准（例如635nm）

Ø具有特殊设计的高性能和成本优化解决方案

图3：特殊光束组合器在694nm和633nm处的反射光谱：

a）PRr（45°，694nm）= 99.0％+ Rr（45°，633nm）<35％

b）Rr（45°，630-640nm）> 35％+ Rp（45°，694nm）<0.3％

输出耦合器和透镜

图4：增透膜在694nm和755nm处的反射光谱：a）AR（0°，694nm）<0.2％，b）AR（0°-30°，755nm）<0.5％

Ø反射率准确调整的输出耦合器

ØAR涂层在输出耦合器的背面以及熔融石英制成的透镜和窗户的两侧均具有剩余反射率R <0.2％

激光应用涂层

LAYERTEC专门从事激光应用光学器件的生产，其波长范围从VUV（157nm及以下）到NIR（〜4μm）。

激光的光学涂层常见的类型是高反射镜（对于法向入射，作为谐振镜，对于AOI = 45°作为转向镜），对于输出耦合器和分束器的部分反射镜，以及用于窗户和透镜的抗反射涂层。较复杂的激光器类型的涂层组合了多达三个高反射率的波长范围（例如，对于激光波长和谐波）和多达三个具有高透射率的波长范围（例如，对于泵浦波长，谐波或用于抑制其他激光线）。在大波长范围内发射激光的情况下，需要宽带反射镜和为平滑群延迟和群延迟色散频谱而优化的反射镜。染料激光器，钛蓝宝石激光器，光学参量振荡器（OPO）和飞秒激光器。

除了反射率和透射率之外，还必须优化激光应用的涂层，以降低光学损失和提高激光诱导的损伤阈值。

用于VIS和NIR的溅射光学镀膜具有极低的杂散光和吸收损耗（均为10–5左右）。 HR镜的反射率或磁控溅射产生的部分反射镜的反射率与透射率之和远高于99.9％。最近测得的溅射镀膜和蒸发镀膜在NIR中的吸收损失约为3–30ppm。蒸发的涂层在VIS–NIR区域显示的杂散光损失约为10–3，而在UV和VUV中则高达10–2。然而，蒸发的涂层在紫外线下显示出低的吸收损失。

cw和ns激光光学器件的损坏主要与热效应有关，例如吸收增加–涂层材料的固有吸收或缺陷吸收–或导热性差和涂层熔化温度低。高功率涂料既需要控制涂料的固有性能，又需要减少涂层中的缺陷。皮秒和飞秒激光光学器件的激光损伤主要是由场强效应引起的。这些激光器的高功率涂层需要非常特殊的涂层设计。

根据ISO 11254-1标准（cw-LIDT和1 –LIDT上的1，即单脉冲LIDT），ISO 11254-2（S 1，即多脉冲LIDT），确定激光诱导损伤阈值（LIDT） ISO 11254-3（针对一定数量的脉冲的LIDT）要求激光系统以单模运行，准确的光束诊断以及在线和离线损坏检测系统。这就是为什么只有数量有限的测量系统只能使用几种类型的激光器的原因（例如，Laserzentrum Hannover的1064nm）。对于某些突出的激光波长，例如氩离子激光器（488nm或514nm），没有可用的测量系统，也无法提供经过认证的LIDT数据。

1对1 LIDT（即在样品的1个位置上产生1个脉冲）不能代表正常的操作条件。但是，这些值可用于比较不同的涂层和优化程序。 此外，“一对一”值与更实际的S-on-1-LIDT（在样本的同一位置上给定数量的“ S”个脉冲的LIDT）直接相关，可以解释为LIDT的上限。具有高重复率（约kHz）的激光系统需要使用LIDT值表示的寿命测试来测试大量脉冲。

测量设备的数量有限，实际应用中需要进行寿命测试，因此有必要将多个客户的测量，寿命测试或累积辐射测试也包括在我们的目录和本网站中。请注意，这些值无法与LIDT测量进行比较，因为此处给出的激光参数没有损坏。此外，这些值始终存在不确定性，尤其是在确定光斑尺寸方面。必须考虑大约30％左右的误差。尽管如此，我们认为有关光学器件成功运行参数的信息肯定会有助于决定使用LAYERTEC光学器件。但是，有时需要在客户的激光系统上进行测试。LAYERTEC在客户工厂为这种测试提供了很大的折扣。