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Nebulal™技术:纳米结构抗反射表面

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Nebulal™技术:纳米结构抗反射表面

Nebulal™技术是Edmund Optics®开发的用于高功率激光应用的传统薄膜抗反射(AR)涂层的替代品。亚波长表面结构被蚀刻到光学器件中,与传统涂层相比具有许多优势,包括高宽带传输和近体激光诱导损伤阈值(LIDT)(图1)。激光系统集成商通过将采用Nebulal™技术的光学组件整合到其系统中,可以最大限度地提高系统吞吐量,并降低激光诱导损伤的可能性。

图1:对于高功率激光应用,纳米结构抗反射(AR)表面是薄膜AR涂层的一种有价值的替代品。

Nebulal™技术的LIDT

将涂层施加到激光光学器件上通常也会降低其LIDT,因为在多层界面上可能存在涂层缺陷。另一方面,Nebular Technology™不涉及在光学器件上沉积任何额外的材料。纳米结构AR表面的LIDT可以接近未涂覆基底的LIDT,显著高于大多数传统涂层。这对于从连续波(CW)到飞秒脉冲的所有脉冲持续时间的高功率激光应用是有利的(图2)。

图2:采用Nebulal™技术的Lidaris窗口的LIDT报告样本,显示LIDT>40 J/cm2@532nm,5.6ns,100Hz,

采用Nebulal™技术的薄膜涂层光学元件

图3:虽然具有薄膜涂层的光学器件上的激光诱导损伤会传播并导致系统故障,但采用Nebulal™技术的光学器件上的激光诱导损伤是非传播的,通常对系统性能的影响很小。

Nebulal™技术的光谱特性

Nebulal™技术的宽波段与典型的薄膜激光Ar V涂层相比如图4所示。

图4:如果设计得当,Nebulal™技术的纳米结构表面可以最大限度地减少反射率和散射,从而在比典型的薄膜抗反射V型涂层更宽的波长范围内实现最大透过率

此外,Nebulal™技术对入射角和偏振的敏感度通常低于标准薄膜AR涂层。对于标准AR涂层,当入射角从设计角度(通常为0度或45度)增加或减少时,可以看到波长偏移(图5)。这会限制需要扫描激光束的光学系统,例如通过扫描改变通过窗口的入射角并因此改变透射强度。已经表明,纳米结构的AR表面可以在至少0+/-30度的角度范围内对偏振光和非偏振光产生相等的透射率。

图5:设计合理时,Nebulal™技术的纳米结构表面可最大限度地降低反射率。

亚波长表面结构的形成

通过反应离子蚀刻(RIE)形成纳米结构的AR表面,其中感应耦合等离子体加速离子朝向基底,并且施加的金属掩模限定结构的形状和间隔(图6)。对制造过程中的各个参数进行精细控制;可以使用严格的耦合波分析对表面进行建模,从而产生高度可重复和可预测的表面规格和光谱性能。

图6:在反应离子蚀刻期间,亚波长表面结构通过由感应耦合等离子体向表面加速的离子蚀刻到光学基底中。

虽然Nebular™技术的亚波长表面结构具有较高的激光耐久性,但其机械耐久性较低。磨损很容易损坏结构,使其难以清洁,并需要特殊的处理和组装技术。然而,表面污染物和磨损将导致激光系统的任何光学涂层过早损坏,设计良好的系统应包括保持受保护的清洁光束线的规定。Nebulal™技术是高功率激光系统的腔内光学器件和其他组件的理想选择。


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