CN103647207A - 用于激光器谐振腔腔镜的反射膜及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种反射率较高的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜及其制备方法。该用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，包括内部真空的盒体，所述盒体的顶部采用透光材料制成，所述盒体内设置有基底以及多层高折射率膜层，所述多层高折射率膜层依次层叠的设置在基底的上表面，所述相邻的两层高折射率膜层之间设置有支撑柱，所述支撑柱使相邻的两层高折射率膜层之间存在间隙形成真空层。本发明所述的反射膜采用折射率更低的真空层替代传统的反射膜中的低折射率膜层，在不改变薄膜层数的前提下能大幅度提高反射膜的反射率，而且光波在真空层传播时没有能量损耗，能够在一定程度的提高输出光强，改善激光光束质量。适合在光器件领域推广应用。

Description

用于激光器谐振腔腔镜的反射膜及其制备方法
技术领域
本发明涉及光器件领域，具体涉及一种用于激光器谐振腔腔镜的反射膜及其制备方法。
背景技术
多层膜系在军工和民用领域都有着广泛的应用，例如光纤通讯中平面波导、激光发射器中光学谐振腔、各种玻璃陶瓷材料表面的发光涂膜和着色膜等。随着高输出功率窄谱宽光源、高速光调制技术、宽带光放大技术以及高比特率的密集波分复用（DWDN）、光时分复用（OTDM）、光孤子传输等技术的发展和成熟，对于高反射多层薄膜的要求也提出了新的要求。有些激光器的输出功率十分依赖其反射率，据相关资料称，反射率每增加0.1%,输出功率就可以提升10%，而且还可以改善激光光束的质量。
传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜是由光学厚度为λ0/4（λ0为入射光波长）的高折射率膜层和光学厚度为λ0/4（λ0为入射光波长）低折射率膜层交替镀制的膜系，其结构如图1所示，这样的多层高反膜可用符号表示：GHLHL…HLHA=G(HL)pHA；其中，G代表基底，A为空气，H代表光学厚度为λ0/4的高折射率膜层；L代表光学厚度为λ0/4的低折射率膜层。这样的多层反射膜共有（2p+1）层膜，其中与基底G以及空气A相邻的都是高折射率膜层H。
传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜原理是利用光的干涉效应来增大反射率，和光的波长紧密相关；并且入射光偏离中心波长越多，反射率下降越厉害，高反膜只在一定范围内产生高反射，因此，现有的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率一般都较低；而且随着膜层数的增加，发射率增加，反射率增幅降低，工作区间变窄，镀制难度增大，良品率降低。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种反射率较高的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案是：该用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，包括内部真空的盒体，所述盒体的顶部采用透光材料制成，所述盒体内设置有基底以及多层高折射率膜层，所述多层高折射率膜层依次层叠的设置在基底的上表面，所述相邻的两层高折射率膜层之间设置有支撑柱，所述支撑柱使相邻的两层高折射率膜层之间存在间隙形成真空层。
进一步的是，所述高折射率膜层的光学厚度为λ0/4，所述真空层的光学厚度为λ0/4。
进一步的是，所述高折射率膜层采用TiO2制作而成。
进一步的是，所述基底采用透明材料制作而成。
本发明还提供了一种制备上述用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的制备方法，其具体步骤如下所述：
A、在基底上沉积一层高折射率膜层；
B、在高折射率膜层的上表面制作支撑柱并且在支撑柱之间填充光刻胶；
C、在光刻胶上表面沉积一层高折射率膜层；
D、将光刻胶腐蚀去除；
E、重复步骤B、C、D可得多层反射膜系；
E、制作一个密封的盒体，将上述制得的多层反射膜系放入盒体内，将盒体内部抽真空并密封。
本发明的有益效果：本发明所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜采用折射率更低的真空层替代传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜中的低折射率膜层，在不改变薄膜层数的前提下能大幅度提高反射膜的反射率，而且光波在真空层传播时没有能量损耗，能够在一定程度的提高输出光强，改善激光光束质量。
附图说明
图1是传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜结构示意图；
图2是本发明用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的结构示意图；
图3是实施例所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜与传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率随波长变化的曲线图；
图中标记说明：盒体1、基底2、高折射率膜层3、支撑柱4、真空层5。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的说明。
如图2所示，该用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，包括内部真空的盒体1，所述盒体1的顶部采用透光材料制成，所述盒体1内设置有基底2以及多层高折射率膜层3，所述多层高折射率膜层3依次层叠的设置在基底2的上表面，所述相邻的两层高折射率膜层3之间设置有支撑柱4，所述支撑柱4使相邻的两层高折射率膜层3之间存在间隙形成真空层5。本发明所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜采用折射率更低的真空层5替代传统的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜中的低折射率膜层，在不改变薄膜层数的前提下能大幅度提高反射膜的反射率，而且光波在真空层5传播时没有能量损耗，能够在一定程度的提高输出光强，改善激光光束质量。
为了进一步提高反射膜的反射率，所述高折射率膜层3的光学厚度为λ0/4，同时，所述真空层5的光学厚度也为λ0/4，λ0为入射光波长。
为了更进一步的提高反射膜的反射率，所述高折射率膜层3采用TiO2制作而成。
为了使光波更好的透过基底2，所述基底2采用透明材料制作而成，作为优选的，所述基底2采用玻璃制作而成。
实施例
本实施例中用于激光器谐振腔腔镜的反射膜为五层膜系结构，即三层高折射率膜层3和两层真空层5，所述高折射率膜层3的光学厚度为λ0/4，所述真空层5的光学厚度为λ0/4，λ0为入射光波长，高折射率膜层3采用TiO2制作而成，入射介质为空气，基底2为普通玻璃，工作窗口为1550nm；传统的五层用于激光器谐振腔腔镜的反射膜包括基底，所述基底的上表面依次层叠设置有高折射率膜层、低折射率膜层、高折射率膜层、低折射率膜层、高折射率膜层，高折射率膜层采用TiO2制作而成，低折射率膜层采用SiO2制作而成，入射介质为空气，基底为普通玻璃，工作窗口为1550nm。
经过实验得到本发明所述的五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜与传统的五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率随波长变化的曲线图，如图3所示，曲线1是本发明所述五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率与入射光波长的关系，曲线2是传统五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率与入射光波长的关系。从图中可以看出，在工作窗口波长为1550nm附近时，本发明所述五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率为82.32%，相比传统五层的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的反射率提升了23%。
本发明还提供了一种制备上述用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的制备方法，其具体步骤如下所述：
A、在基底上沉积一层高折射率膜层；
B、在高折射率膜层的上表面制作支撑柱并且在支撑柱之间填充光刻胶；
C、在光刻胶上表面沉积一层高折射率膜层；
D、将光刻胶腐蚀去除使得相邻的两层高折射率膜层之间存在间隙；
E、重复步骤B、C、D可得多层反射膜系；
E、制作一个密封的盒体，将上述制得的多层反射膜系放入盒体内，将盒体内部抽真空并密封，此时相邻的两层高折射率膜层之间的间隙就形成真空层5。

Claims (5)

1.用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，其特征在于：包括内部真空的盒体（1），所述盒体（1）的顶部采用透光材料制成，所述盒体（1）内设置有基底（2）以及多层高折射率膜层（3），所述多层高折射率膜层（3）依次层叠的设置在基底（2）的上表面，所述相邻的两层高折射率膜层（3）之间设置有支撑柱（4），所述支撑柱（4）使相邻的两层高折射率膜层（3）之间存在间隙形成真空层（5）。
2.如权利要求1所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，其特征在于：所述高折射率膜层（3）的光学厚度为λ0/4，所述真空层（5）的光学厚度为λ0/4。
3.如权利要求2所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，其特征在于：所述高折射率膜层（3）采用TiO2制作而成。
4.如权利要求3所述的用于激光器谐振腔腔镜的反射膜，其特征在于：所述基底（2）采用透明材料制作而成。
5.用于激光器谐振腔腔镜的反射膜的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
A、在基底（2）上沉积一层高折射率膜层（3）；
B、在高折射率膜层（3）的上表面制作支撑柱（4）并且在支撑柱（4）之间填充光刻胶；
C、在光刻胶上表面沉积一层高折射率膜层（3）；
D、将光刻胶腐蚀去除；
E、重复步骤B、C、D可得多层反射膜系；
E、制作一个密封的盒体（1），将上述制得的多层反射膜系放入盒体（1）内，将盒体（1）内部抽真空并密封。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104369440A (zh) * 2014-09-19 2015-02-25 电子科技大学 用于激光器的全介质反射膜及其制备方法
CN106324732A (zh) * 2016-11-16 2017-01-11 天津津航技术物理研究所 一种超宽带激光薄膜反射镜
CN112811937A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 哈尔滨工业大学 一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63294501A (ja) * 1987-05-27 1988-12-01 Nikon Corp 赤外用光学薄膜
CN1424593A (zh) * 2002-12-24 2003-06-18 中国科学院上海技术物理研究所 双层无序型超窄带通光学薄膜滤光片
CN1540370A (zh) * 2003-10-31 2004-10-27 中国科学院上海技术物理研究所 滤光片式分光元件
US20100118407A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Corporation For National Research Initiatives Method of reflecting impinging electromagnetic radiation and limiting heating caused by absorbed electromagnetic radiation using engineered surfaces on macro-scale objects

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63294501A (ja) * 1987-05-27 1988-12-01 Nikon Corp 赤外用光学薄膜
CN1424593A (zh) * 2002-12-24 2003-06-18 中国科学院上海技术物理研究所 双层无序型超窄带通光学薄膜滤光片
CN1540370A (zh) * 2003-10-31 2004-10-27 中国科学院上海技术物理研究所 滤光片式分光元件
US20100118407A1 (en) * 2008-11-10 2010-05-13 Corporation For National Research Initiatives Method of reflecting impinging electromagnetic radiation and limiting heating caused by absorbed electromagnetic radiation using engineered surfaces on macro-scale objects

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
熊锋等: "激光器谐振腔全介质高反膜的研究进展", 《激光杂志》 *

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104369440A (zh) * 2014-09-19 2015-02-25 电子科技大学 用于激光器的全介质反射膜及其制备方法
CN106324732A (zh) * 2016-11-16 2017-01-11 天津津航技术物理研究所 一种超宽带激光薄膜反射镜
CN106324732B (zh) * 2016-11-16 2019-04-19 天津津航技术物理研究所 一种超宽带激光薄膜反射镜
CN112811937A (zh) * 2020-12-30 2021-05-18 哈尔滨工业大学 一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法
CN112811937B (zh) * 2020-12-30 2022-07-08 哈尔滨工业大学 一种氮化硅陶瓷基材表面高反射防激光膜层的制备方法

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