近日，中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學實驗室在高閾值寬帶低色散反射鏡研究中取得新進展。研究人員基于金屬介質低色散鏡的損傷機理，通過界面增強技術，損傷閾值提升22%。相關研究成果已發(fā)表在Optics Express上。
低色散反射鏡是超強超短激光裝置中數(shù)量最多且最關鍵的元器件之一。隨著超強超短脈沖激光的發(fā)展，激光脈沖寬度已經(jīng)壓縮至數(shù)飛秒，這對超快激光系統(tǒng)中反射薄膜元件提出了新要求：具備更高的損傷閾值、更寬的帶寬、更高的反射率，并且不引入額外色散。
研究人員對金屬-介質反射鏡的界面（金屬與介質）展開研究，發(fā)現(xiàn)金屬-介質反射鏡在飛秒激光作用下的初始損傷源位于界面處，且整體損傷形貌呈現(xiàn)出應力破壞。有限元分析表明，界面處于應力強場區(qū)。通過熱退火工藝促進界面處的原子擴散，界面處的結合力得到增強，損傷源頭從界面轉移至表面，損傷閾值提升了22%。此項研究有望為金屬介質低色散反射鏡的抗損傷性能提升提供了新思路。
相關工作得到了國家自然科學基金等的支持。（薄膜光學實驗室供稿）
圖1 （a）損傷中心區(qū)域放大圖（b）界面未增強前表面損傷形貌（c）損傷邊界處FIB圖
圖2 （a）損傷中心區(qū)域放大圖（b）界面增強后表面損傷形貌（c）損傷邊界處FIB圖
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