[發明專利]一種用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構

有效

• 申請號: 201710855096.3
• 申請日: 2017-09-20
• 公開（公告）號: CN107863675B
• 公開（公告）日: 2020-06-02
• 發明（設計）人: 王占山;程鑫彬;焦宏飛;張錦龍;馬彬;劉斐
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;G02B1/10
• 代理公司: 上海科盛知識產權代理有限公司 31225
• 代理人: 翁惠瑜

本發明涉及一種用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構，包括板條基板和SiO₂薄膜，所述板條基板和SiO₂薄膜間設置有一層一定厚度的高折射率混合材料Hf_xSi_1?xO₂薄膜，大幅降低薄膜與板條基板界面的駐波電場強度，從而提高全反射面的激光損傷閾值并且不改變全反射臨界條件。與現有技術相比，本發明具有提高激光損傷閾值、保持低吸收和實用性強等優點。

技術領域

本發明涉及光學薄膜領域，涉及一種板條激光器，尤其是涉及一種用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構。

背景技術

板條激光器諧振腔由于其全反射光路結構可以減小熱效應及應力雙折射等不利影響，并獲得高輸出能量和良好的光束質量，因而被廣泛應用于各種高能激光系統中。對于工作在高平均功率激光下的板條激光器，其諧振腔的全反射面由激光介質與低折射率薄膜構成，低折射率薄膜再與熱沉相連以帶走廢熱。高平均功率激光下對諧振腔有兩方面要求，一方面由于薄膜內部較強的倏逝波電場分布會產生廢熱，所以要求薄膜具有較小的吸收；另一方面要求諧振腔在高平均功率激光下工作時不發生損壞。

迄今為止，板條激光器諧振腔全反射面的結構都是在高折射率晶體材料的板條基板表面鍍制單層的低折射率SiO₂薄膜形成全反射。SiO₂薄膜的吸收較小，但是這種薄膜結構的全反射面的抗激光損傷能力較弱。隨著板條激光器激光功率的提高，諧振腔損壞的現象也越來越多，諧振腔損壞問題已經成了限制板條激光器發展的一個重要難題。

在現有的研究中，尚未明確全反射面激光損傷的機制，也無人提出過有效提高諧振腔全反射面激光損傷閾值的方法。在實際應用中，迫切需要一種新型的、實用性強和激光損傷閾值更高的諧振腔全反射面的薄膜結構。

發明內容

本發明的目的就是為了克服上述現有技術存在的缺陷而提供一種用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構。

本發明的目的可以通過以下技術方案來實現：

一種用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構，包括板條基板和SiO₂薄膜，所述板條基板和SiO₂薄膜間設置有Hf_xSi_1-xO₂薄膜。

進一步地，所述Hf_xSi_1-xO₂薄膜的厚度為200～300nm。

進一步地，所述Hf_xSi_1-xO₂薄膜的厚度優選為250nm。

進一步地，所述Hf_xSi_1-xO₂薄膜在1064nm波長的折射率為1.83～1.93。

進一步地，所述Hf_xSi_1-xO₂薄膜的制備工藝為離子束輔助沉積工藝。

進一步地，所述Hf_xSi_1-xO₂薄膜為經退火處理的薄膜。

進一步地，所述退火處理過程中，退火溫度為500℃～600℃。

進一步地，所述板條基板的材料為Nd:YAG晶體。

進一步地，所述SiO₂薄膜的厚度大于2μm。

本發明還提供一種板條激光器諧振腔，包括所述的用于板條激光器諧振腔全反射面的薄膜結構。

與現有技術相比，本發明具有以下有益效果：