外涂层提升532nm和800nm TiO2/SiO2高反射镜激光耐损阈值的研究

本研究论文探讨了外涂层对532纳米和800纳米TiO2/SiO2高反射镜激光损伤阈值（Laser-Induced Damage Threshold, LIDT）的影响。TiO2/SiO2复合膜作为光学材料在高反射镜中广泛应用，其性能对于光学系统稳定性至关重要。实验中，通过电子束蒸发法分别制备了带和不带SiO2外涂层的TiO2/SiO2高反射镜，并利用可见光谱分析、结构分析、粗糙度测量以及激光损伤阈值测试等方法来评估薄膜特性。 研究发现，添加SiO2外涂层后，反射镜的LIDT在532纳米和800纳米波长下的表现有所提高。这主要归因于以下几个因素： 1. 峰值温度降低：外涂层的存在可以有效地分散激光能量，降低反射镜表面的局部温度，从而减少因高温导致的材料损伤。 2. 缺陷密度减少：涂层可能减少了薄膜内部的缺陷，如空洞或杂质，这些缺陷往往是激光能量吸收和损伤的来源，因此涂层有助于提高LIDT。 3. 粗糙度降低：外涂层可能改善了薄膜表面的平整度，减小了表面粗糙度，这意味着更多的激光能量被反射而非吸收，降低了热累积效应，从而提高LIDT。 4. SiO2的低固有吸收：SiO2是一种非吸收性材料，其透明度高，对激光的吸收率低，这使得它作为外涂层能有效保护基底TiO2，防止过多的能量被消耗。 5. 非晶态结构的优势：文中提到的SiO2的非晶态结构可能也起到了一定的保护作用，因为它通常比晶体态SiO2更耐受激光损伤。 总结来说，这项研究结果表明，适当的外涂层设计能够显著提升TiO2/SiO2高反射镜在532纳米和800纳米激光环境下的稳定性，这对于光学系统的设计和应用具有实际意义，尤其是在需要抵抗高强度激光脉冲的高性能光学器件中。未来的研究可能进一步探索不同涂层材料和厚度对LIDT的具体优化策略。