长三角G60激光联盟导读

中国科学院上海光学精密机械研究所的研究人员在制备混合基四分之一波片激光分束器(PLBS)涂层方面取得了进展，以提高涂层的性能。研究结果发表在《光学与激光技术》杂志上。

来源：CC0 Public Domain

平板分束器由于其独特的光学特性，广泛应用于量子通信、测量和激光系统。用于高功率激光系统的平板分束器必须达到特定的光谱性能。为了满足激光系统不断增加的输出功率要求，还需要高的激光损伤阈值。

PLBS涂层示意图。

混合涂层材料由于其折射率和光学带隙可调，近年来在高功率激光涂层领域引起了广泛关注。它们已用于设计和制备涂层，如高反射涂层、偏振器涂层和分色镜涂层。为了获得特定的强度分裂比，在PLBS涂层的涂层结构中通常需要一个或多个非四分之一波长层，这导致电场强度增加并且难以控制涂层厚度。

在本研究中，研究人员通过调整混合材料中两种材料的比例来实现混合材料的调整，然后使用四分之一波长涂层结构实现具有任意T/R比的PLBS涂层。

（a）传统PLBS涂层和混合PLBS涂层的应力老化行为，（b）RMS粗糙度，（c）涂层和基材的表面形貌。

通过研究不同混合比下混合涂层的光学和力学性能，比较了PLBS涂层的性能。实验证明了使用HfO2–Al2O3混合物材料作为高n层和SiO2作为低n层的两种混合物基PLBS涂层。然后，研究人员将前两种基于混合物的PLBS涂层与使用HfO2和SiO2作为高n和低n层的传统PLBS涂层进行了比较。

上述结果表明，基于混合物的PLBS涂层具有较低的表面粗糙度、较大的强度分裂带宽，并且几乎是激光损伤阈值（1064nm）的两倍。对于带宽要求较小的应用，激光损伤阈值可以提高约2.6倍。

传统和混合基PLBS涂层中损伤形态的FIB SEM表征。

因此，基于混合材料制备的PLBS涂层不仅可以获得更好的性能，而且可以简化设计和制造工艺。

来源：Plate laser beam splitter with mixture-based quarter-wave coating design, Optics & Laser Technology (2022). DOI: 10.1016/j.optlastec.2022.108399

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