LAYERTEC反射鏡介紹

超快應用的金屬反射鏡

Off Axis silver enhanced mirror

鋁、銀或金屬層具有優(you) 點,一方麵在寬帶寬內(nei) 反射光,另一方麵不改變各波之間的相位位置。因此,金屬反射鏡是短脈衝(chong) 激光器的理想光束引導元件。

額外的介電塗層可長期穩定地保護金屬層免受與(yu) 空氣成分(氧氣、硫)的化學反應。同時,在有限的光譜範圍內(nei) 可以增加反射率,而相位響應幾乎不受影響。

此類增強反射的金屬反射鏡也常用於(yu) 掃描儀(yi) 光學係統。

鋁、銀或金屬層具有優(you) 點,一方麵在寬帶寬內(nei) 反射光,另一方麵不改變各波之間的相位位置。因此,金屬反射鏡是短脈衝(chong) 激光器的理想光束引導元件。

額外的介電塗層可長期穩定地保護金屬層免受與(yu) 空氣成分(氧氣、硫)的化學反應。同時,在有限的光譜範圍內(nei) 可以增加反射率,而相位響應幾乎不受影響。

此類增強反射的金屬反射鏡也常用於(yu) 掃描儀(yi) 光學係統。

GTI 調諧鏡

GTI 調諧鏡（Gires-Tournois 幹涉儀(yi) ）用於(yu) 對非常窄的波長範圍進行強時間對準。這使得它們(men) 特別適用於(yu) 緊湊型ps激光係統（例如 Yb:YAG 或 Yb:KGW 激光器）。

常見 GTI 調諧鏡的示例值：

不同 GDD 值的 1030 nm 多種 GTI 調諧鏡的 GDD 光譜（Yb: YAG 和 Yb: KGW 激光器用的 GTI 調諧鏡）

LAYERTEC 在過去的二十多年裏一直為(wei) 全qiu lx的 ps 激光器製造商生產(chan) GTI 調諧鏡。

為(wei) 了增加脈衝(chong) 功率和/或高重複率，您還可以通過使用多個(ge) GTI 調諧鏡來實現所需的校正。對於(yu) ji端要求，通常需要在最大反射率、GDD值和損傷(shang) 閾值之間進行折衷。在這種係統的重載下，熱透鏡問題在破壞之前就已經出現。

啁啾反射鏡

超短激光脈衝(chong) 通過光學係統傳(chuan) 播時,其形狀會(hui) 發生變化。由於(yu) 波長依賴的色散,每個(ge) 獨立波會(hui) 被不同程度延遲,從(cong) 而產(chan) 生傳(chuan) 播時間差異。結果,激光脈衝(chong) 寬度增加,脈衝(chong) 能量減小。為(wei) 消除這種效應,使用啁啾反射鏡。

LAYERTEC 根據客戶要求,在200-5000nm波長範圍內(nei) 生產(chan) 具有針對相位響應(即負GDD或正GDD)調整影響的特殊電介質係統(鏡子、泵浦鏡子、短通濾光片或長通濾光片、解耦器等)。

相位校正反射係統的帶寬,一個(ge) 簡單的布拉格反射鏡(經典的lambda/4鏡子)或更大,稱為(wei) 啁啾反射鏡。另一方麵,用於(yu) 皮秒激光器的相位校正鏡,在僅(jin) 幾納米的帶寬內(nei) 有高負GDD,稱為(wei) GTI鏡子。

受容腔轉儲(chu) 皮秒激光器的示意圖

具有與(yu) 布拉格反射鏡相當的帶寬的啁啾反射鏡通常可以在沒有更多GDD振蕩的情況下計算和製造。

所需帶寬越大,GDD的振蕩越強。在這些情況下,我們(men) 原則上建議通過其他雷竞技竞彩底金(例如啁啾反射鏡對)相互補償(chang) 此GDD振蕩。

啁啾反射鏡對

啁啾反射鏡對用於(yu) 補償(chang) 超短激光脈衝(chong) 的色散相關(guan) 的行程時間差異。如果GDD曲線的振蕩很強,則需要啁啾反射鏡對(由兩(liang) 個(ge) 啁啾反射鏡組成)。這尤其適用於(yu) 帶寬高的鏡子。

啁啾反射鏡對

啁啾反射鏡的GDD曲線不代表一條直線曲線,而顯示振蕩。這些振蕩的強度取決(jue) 於(yu) ,除其他因素外,光譜帶寬。對於(yu) 與(yu) 相應的布拉格反射鏡相比帶寬較小的GDD帶寬,振蕩相當小。另一方麵,帶寬高的鏡子顯示出強烈的GDD振蕩。

負色散鏡對的GDD光譜

可以通過使用相應的鏡子對來實現校正。它們(men) 由兩(liang) 個(ge) 帶有相反GDD曲線的不同表麵鏡片組成,激光束可以在其間反射回來,反射次數隨意(見圖)。這些鏡子經過優(you) 化,與(yu) 入射角度小,以便獲得更多的反射次數。

準分子激光反射鏡

當準分子激光器用於(yu) 紫外線範圍時,雷竞技竞彩底金會(hui) 承受非常高的能量。此外,準分子激光器以脈衝(chong) 模式運行並產(chan) 生極短的脈衝(chong) 和高峰值強度。由此,準分子激光反射鏡必須具有高的損傷(shang) 閾值和耐久性。準分子激光器是氣體(ti) 激光器,經常使用氟操作。如果一個(ge) 雷竞技竞彩底金暴露在工藝氣體(ti) 中,基板和塗層也必須基於(yu) 氟,否則它們(men) 會(hui) 溶解。

例如:準分子激光器的示意結構

準分子激光反射鏡(用於(yu) 248nm和351nm的偏轉鏡)

LAYERTEC生產(chan) 用於(yu) 所有準分子激光器的雷竞技竞彩底金(F2 激光器157nm,ArF激光器193nm,KrF激光器248nm,XeCl激光器308nm,XeF激光器351nm)。氟基準分子激光器的諧振腔鏡和輸出耦合鏡由CaF2或MgF2基板與(yu) 氟化塗層組成,也可直接接觸激光氣體(ti) 使用。輸出耦合鏡通常提供高達R=50%的反射率。zhi定的反射率精度為(wei) ±3%。

157nm和193nm的偏轉鏡也基於(yu) CaF2基板上的氟化層係統。這確保了高的損傷(shang) 閾值和長的使用壽命。248nm以上的波長的偏轉鏡由石英玻璃基板上的紫外線兼容氧化層係統組成。光束輸送雷竞技竞彩底金可以設計為(wei) 任何入射角。45°入射角的偏轉鏡作為(wei) 標準組件提供。

中紅外反射鏡

中紅外反射鏡適用於(yu) 中紅外線範圍(1.5-8微米)的激光輻射。此輻射特別適用於(yu) 烴類和水的吸收。它主要用於(yu) 醫療應用和塑料加工。

一方麵,中紅外線範圍的波長是由約2微米(Ho:YAG激光器,Tm:YAG激光器)和3微米(Er:YAG激光器)的直接激光激發產(chan) 生的。另一方麵,它們(men) 可以通過光學參量頻率轉換(周期性極化的铌酸鋰)產(chan) 生,該轉換沒有直接的激光躍遷。這樣的光學參量振蕩器的發射範圍延伸到約8微米的波長。

Er:YAG係統帶有引導激光器

LAYERTEC生產(chan) 用於(yu) 中紅外線範圍的反射和透射雷竞技竞彩底金係列。標準基板如熔融石英以及標準塗層材料在此波長範圍內(nei) 部分顯示高吸收。為(wei) 覆蓋更廣泛的波長範圍,塗層設計得到特殊配置。

中紅外反射鏡是指用於(yu) 中紅外線激光的反射雷竞技竞彩底金,如反射鏡、偏轉鏡等。

激光諧振腔鏡

激光諧振腔是激光器的核心。激光束在其中產(chan) 生。它由一個(ge) 全反射鏡和一個(ge) 部分反射鏡組成。在它們(men) 之間是激光活性介質,它由泵浦機製激發。

端麵鏡幾乎100%反射光。輸出鏡具有較低的定義(yi) 反射率,並從(cong) 諧振腔放出激光束。如果端麵鏡也充當耦合鏡,它還具有防反射層以增加泵浦輻射。

光學腔的示意圖

LAYERTEC為(wei) 130 nm-7μm的所有激光器生產(chan) 諧振腔鏡。根據激光器類型,使用多年來證明有效的材料組合和設計結構。除了在線產(chan) 品之外,根據客戶要求製造個(ge) 別特殊鏡片。

不同諧振腔鏡的範圍

諧振腔鏡是指激光諧振腔中的反射雷竞技竞彩底金,端麵鏡用於(yu) 將激光束反射回激光介質,輸出耦合鏡用於(yu) 將部分激光束反射回激光介質和將部分激光束輸出。

激光掃描鏡

掃描鏡組

激光掃描鏡用於(yu) 激光材料加工,以快速和靈活地移動激光束在工件上。它們(men) 的後部通常以片狀銑出。由於(yu) 這種特殊設計,它們(men) 非常薄和輕便,以實現快速改變方向。

激光掃描鏡是LAYERTEC產(chan) 品範圍的重要組成部分。為(wei) 此目的開發的層設計可提供高性能穩定性和必要的反射率角度不變性。特別是金屬基麵鏡與(yu) 介電層的組合,可增加功率激光的反射率,允許直接在加工區成像。

激光掃描鏡是指用於(yu) 快速和靈活地掃描或偏轉激光束的反射雷竞技竞彩底金,通常具有特殊的薄和輕便的設計,以實現高速掃描。它們(men) 用於(yu) 激光材料加工中激光束的快速定位或掃描。

轉向鏡

45°-橢圓轉向鏡(所謂的“香腸切片")在生產(chan) 過程中(拋光過程)

偏轉鏡專(zhuan) 門改變入射光的方向。通過選擇塗層,可以為(wei) 特定波長範圍和特定入射角調整鏡麵反射率。此外,鏡片可以針對振動方向(偏振)和高破壞閾值進行優(you) 化。

各種轉向鏡

LAYERTEC生產(chan) 幾乎所有入射角和偏振類型的偏轉鏡,無論是單波zuiy鏡還是寬帶鏡。根據要求,例如適應高功率激光和/或短脈衝(chong) 是可能的。此外,塗層可以計算最大反射率的zui低損失或定義(yi) 剩餘(yu) 透射率。

轉向鏡是指用於(yu) 改變入射光方向的反射雷竞技竞彩底金,如偏轉鏡、折射鏡等。通過選擇不同的塗層,轉向鏡可以為(wei) 不同的波長範圍、入射角以及偏振方向設計。它們(men) 廣泛用於(yu) 激光器中激光束的方向改變。

LAYERTEC生產(chan) 幾乎所有類型的轉向鏡,包括單波zuiy轉向鏡、寬帶轉向鏡,以及可以根據客戶要求針對高功率激光優(you) 化設計的轉向鏡。

Herriott腔鏡

Herriott腔鏡允許通過在腔內(nei) 多次反射增加激光束的光學路徑來構建緊湊的諧振腔。為(wei) 此,它們(men) 由兩(liang) 個(ge) 等焦距的球麵鏡組成。Herriott腔鏡用於(yu) 縮短激光脈衝(chong) 。

Herriott腔的示意圖

兩(liang) 個(ge) 諧振腔鏡中的一個(ge) 通常有偏心孔,該孔用作例如激光束(或工藝氣體(ti) )的進出口。入口和出口側(ce) 各有錐形開口,以防止激光束被削去。自有精密光學製造能力使我們(men) 能夠滿足複雜的基板規格要求。

Herriott腔鏡是指Herriott腔中用於(yu) 多次反射增加光路的兩(liang) 個(ge) 球麵反射鏡。它們(men) 利用多次反射在有限空間內(nei) 獲得較長的光學路徑,因此用於(yu) 構建較緊湊的激光諧振腔和產(chan) 生較短的激光脈衝(chong) 。一個(ge) 反射鏡通常在中心具有偏心孔,作為(wei) 激光束或工藝氣體(ti) 的進出口。入口和出口側(ce) 采用錐形結構防止激光削除。LAYERTEC具有製造此類複雜基板和高精度反射鏡的能力。

金屬反射鏡

金屬是低功率激光應用中g認的鏡片材料。它們(men) 在寬廣的光譜帶寬(特別是在MIR範圍)內(nei) 提供高反射率,色散相關(guan) 的行程時間差幾乎可以忽略。LAYERTEC使用磁控濺射工藝生產(chan) 金屬塗層,極低的散射光損失。我們(men) 生產(chan) 金、銀和鋁反射鏡。對於(yu) 銀和鋁反射鏡,建議采用額外的防護層。這可以防止氧化並允許清潔。

此外,通過針對性應用更多層,可以改善定義(yi) 波長的反射率。金屬反射鏡是指以金屬如金、銀、鋁等作為(wei) 反射材料的反射鏡。它們(men) 可提供寬光譜範圍內(nei) 的高反射率,且色散效應很小。但是其易氧化和腐蝕的缺點需要采取防護措施。

LAYERTEC使用磁控濺射技術生產(chan) 金屬反射鏡,可以獲得極低的散射損失。除單層金屬反射塗層外,也可以在金屬塗層上沉積介電塗層來優(you) 化單一波長或波段的反射率。

金屬反射鏡用於(yu) 低功率激光應用,需要考慮其防腐蝕和氧化保護。

零相位差反射鏡

零相位差反射鏡的原理圖

在常規反射鏡中,入射光束的偏振類型在反射過程中會(hui) 改變。例如,s波偏振光變成p波偏振光。零相位差反射鏡確保入射光束的偏振類型不變。例如,它用於(yu) 激光材料加工,將激光束從(cong) 光源引導到切割頭。

LAYERTEC生產(chan) 157-4500nm波長範圍內(nei) 的零相位差反射鏡。這些部件消除了反射光束的s波和p波部分之間的相位差。結果,入射偏振模式得以保留。零相位差反射鏡是一種特殊的反射鏡,它在反射光線的同時保持其偏振方向不變,消除入射光和反射光之間的相位差。常規反射鏡在反射過程中會(hui) 改變入射光的偏振方向,如s波變p波。而零相位差反射鏡可以保持入射光的偏振方向不變。它用於(yu) 需要保持光線偏振方向的應用,如激光器中將激光從(cong) 光源引導到切割頭。

LAYERTEC提供157-4500nm範圍內(nei) 的零相位差反射鏡。它們(men) 可以消除反射光束中s波和p波部分之間的相位差,保持入射光的偏振模式。零相位差反射鏡用於(yu) 需要保持光線偏振狀態的應用,如激光器中的激光傳(chuan) 輸。

弱激光諧振腔鏡

諧振腔鏡

摻釹晶體(ti) 在不同波長上表現出激光躍遷。然而,這些躍遷的強度不同。如果要發出與(yu) 較弱激光躍遷對應的波長的激光輻射,必須抑製更強激光線的激光線。

LAYERTEC提供各種激光鏡,其中zui強的1064納米激光線被抑製,以便在其他波長下實現高效激光。取決(jue) 於(yu) 激光裝置的設置,所有塗層都根據客戶的要求設計和製造。弱激光諧振腔鏡是指在摻釹激光晶體(ti) 中,為(wei) 了實現相對較弱的激光躍遷對應的波長輸出,而抑製較強激光躍遷對應的波長的諧振腔反射鏡。摻釹激光晶體(ti) 在不同的波長上表現出激光躍遷,但強度不同。如果需要輸出相對較弱激光躍遷的波長,必須抑製較強激光躍遷對應的波長,如1064nm。

LAYERTEC可以提供各種激光鏡,通過抑製1064nm等主要波長來優(you) 化其他相對較弱波長的激光輸出。所有塗層都根據具體(ti) 的激光裝置和客戶要求定製設計。弱激光諧振腔鏡用於(yu) 優(you) 化和輸出摻釹激光器中相對較弱的激光波長。

Fig.Reflectance spectrum of a dual wavelength mirror for a weak laser line and its second harmonic, with high transmittance for the pump wavelength and the strongest laser line

相移反射鏡

相移反射鏡將線偏振光轉換為(wei) 圓偏振光。這種效應在激光材料加工中特別有用,其中線偏振會(hui) 導致與(yu) 軸有關(guan) 的非均勻結果,例如在切割或鑽孔中。

相移反射鏡的工作原理

與(yu) 波片工作方式不同,即激光束在垂直入射下透射,相移反射鏡通過反射和45°的入射角工作。層係統經優(you) 化以獲得s波和p波偏振光之間的特定相位差。典型應用是在45°的入射角下,實現λ/4≙90°= π/2的相位差,以便為(wei) 具有線偏振的入射光束生成圓偏振輻射。我們(men) 也根據客戶要求實現其他值。

相移反射鏡是一種特殊的反射鏡,它可以在45°入射角下反射光線,並在反射過程中引入相位差,將線偏振光轉換為(wei) 圓偏振或橢圓偏振光。

相比波片在垂直入射下的透射方式,相移反射鏡采用45°入射角的反射方式。其塗層設計可以在反射過程中引入90°(λ/4)的相位差,將入射的線偏振光轉換為(wei) 圓偏振光。相移反射鏡用於(yu) 線偏振光的圓偏振或橢圓偏振光的轉換,特別適用於(yu) 激光加工。LAYERTEC可以根據客戶要求製造不同波長和相位差的相移反射鏡。

低損耗反射鏡

帶平行端麵反射鏡

低損耗反射鏡應盡可能少損耗地反射激光束。低損耗反射鏡的反射率因此高達99.99%或更高,主要用於(yu) 電磁輻射的頻率測量和腔環降譜儀(yi) 中。

因此,製造商必須特別注意塗層係統中的吸收源,如化合物錯誤或雜質(如Fe,Cr,Cu)。

盡可能使散射光損失也是非常重要的。它們(men) 的程度主要由基板和內(nei) 部界麵的微粗糙度以及層的體(ti) 積散射光決(jue) 定。

LAYERTEC目前達到以下值(LAYERTEC基板和LAYERTEC濺射塗層的組合):

作為(wei) 標準,低損耗鏡的防反射層應用於(yu) Ø 6.35mm至Ø 50.8mm的基板幾何形狀。我們(men) 擁有寬帶CRD測量站,可以測量不同幾何體(ti) 的反射率(ppm分辨率)。

低損耗反射鏡是指反射損耗極低的專(zhuan) 用反射鏡,反射率高達99.99%或更高。它用於(yu) 頻率測量和腔環降譜儀(yi) 等需要ji高反射率和極低損耗的應用。由於(yu) 塗層和基板的吸收、微粗糙度和體(ti) 積散射會(hui) 引起損耗,製造低損耗反射鏡需要非常嚴(yan) 格地控製這些參數。

LAYERTEC可以實現99.99%以上反射率和極低的散射損失,並提供6.35-50.8mm範圍的低損耗反射鏡。具有寬帶的腔環降譜儀(yi) 可以測試不同幾何形狀反射鏡的ji高反射率。低損耗反射鏡用於(yu) 對反射率有ji高要求的應用,如頻率計量和腔環降譜。