洪冬梅-奇峰蓝达20230425.pdf

1、北京奇峰蓝达光学科技发展有限公司北京奇峰蓝达光学科技发展有限公司洪冬梅洪冬梅2023.04 2023.04 中红外及高功率激光薄膜设计与实现中红外及高功率激光薄膜设计与实现 薄膜光学的来源一直可追溯到18世纪的“牛顿环”现象，1873年麦克斯韦（Maxwell）巨著论电与磁的问世，奠定了薄膜光学的理论基础。1930年出现扩散泵以后，用物理气象沉积方法制备光学薄膜这一技术得到发展。20世纪60年代初以来的激光技术和20世纪末兴起的光通讯波分复用技术对光学薄膜发展是一个极大推动力。各种新型微结构功能薄膜的相继出现。激光器的瓶颈之一激光器的瓶颈之一薄膜薄膜激光器方向之一：能量的提高能量的提高-高能量

2、、高功率另一个方向：波长的扩展波长的扩展-向两极扩展，长波向3-5微米、8-14微米，短波长向紫外扩展，由266nm到193nm。薄膜限制着高能、高功率激光器的发展，因此是一个研究热点。中红外激光薄膜高功率激光薄膜多光谱薄膜不足与展望一二三四目 录CONTENTS中红外激光薄膜一1 1 中红外激光膜层特点中红外激光膜层特点光学元件：红外系统：Ge、Si等镜头1064nm激光器中：K9、石英、YAG 晶体等中长波激光器:磷锗锌晶体、PPLN晶体、腔镜CaF2晶体等传统中长波膜层：增透膜（99%3.64.5mHR R99.5%2.09 m T=99.3084.5 m T=0.5193.6 mT=0

3、.086LDcouplingLaser crystalQ-switchN1N21、输入镜N1(Al2O3):1.06mHT 1.4-1.7mHR 3.5-4.2mHR;2、输出镜N2(Al2O3):1.06mHR 1.4-1.7mR=60%3.5-4.2mHT;PPLN3-5mLen3 3典型的典型的OPOOPO中红外激光薄膜示意图中红外激光薄膜示意图1.06m1.06m泵浦泵浦PPLNPPLN晶体晶体PPLNPPLN晶体膜层晶体膜层实测指标实测指标1.064 1.41.064 1.4-1.6 1.6 3.63.6-4.0mAR4.0mAR 3.6 m R=0.464.0 m R=0.3781

4、.06 m T=99.1641.4 m T=0.0871.6 m T=0.1014.2 m T=0.1663.6 m T=0.0921.06m1.06m泵浦型泵浦型 OPOOPO输入镜薄膜输入镜薄膜目标光谱特性1.06m T96%，1.4-1.6m&3.6-4.2m R99.5%。对于中红外波段，具有透射率好、硬度高,膜层附着性优良的材料是CaF2或者Al2O3。初始膜系为G/(0.5LH0.5L)S/A的典型结构,利用Tfc软件进行优化。1.06m1.06m泵浦型泵浦型OPOOPO输出镜薄膜输出镜薄膜3.7 mT=97.203mT=97.2034.1 mT=98.525mT=98.525实测

5、1.064mHR 1.4-1.5mR=70%3.7-4.1mHT1)56.5度 3.71-3.73um 偏振片3.71m T=0.543.73m T=0.653.71m T=94.4463.73m T=95.1924 中红外激光器中其他膜层2)中波消高级次反射带膜系45度 3.54.1mHR 480700nmHT 设计曲线实测曲线3）2.79mHR 0.976mHT薄膜在镀制厚膜的前提下，尽可能提高膜层的抗激光损伤特性。改善工艺前曲线改善工艺后曲线测试2.79mm和0.976mm都没有温升 入射角为67时，s-偏振光和p-偏振光的设计透过率曲线4)中波宽带偏振膜的研制膜系厚度达到30m（106

6、4高反膜的8倍），镀制时间超过20小时,终于制备出3.6-4.3mTp90%的样品。用varian IR-640红外傅里叶光谱仪对偏振分束镜在室温下的光学性能进行测量。673.85-4.05 4.5-4.8偏振片高功率激光薄膜二薄膜限制着高能、高功率激光器的发展，因此是一个研究热点。奇峰蓝达实现万瓦以上光纤激光器的聚焦准直镜、振镜、场镜、分光镜、合束镜等高功率薄膜，逐渐取代进口产品并广泛应用于市场。已实现技术指标：（1）制备的1064nm波长薄膜激光损伤阈值达到：70J/cm2（脉冲，10ns）、30KW/cm2（连续）；（2）薄膜吸收小于10 ppm；（3）薄膜的面型PV小于0.2633nm