طراحی، شبیه سازی و امکان سنجی ساخت آینه های لیزری تمام دی الکتریک با آستانه آسیب بالا در طول موج 6/10 میکرون

بازتابنده‌های دی‌الکتریک چند لایه کاربردهای زیادی دارند که می‌توان به آینه‌های لیزری با ضریب بازتاب بالا در یک طول موج خاص اشاره‌کرد. سامانه‌های لیزری پرقدرت به آینه‌هایی با آستانه آسیب بالا نیاز دارند. عوامل متفاوتی در میزان آستانه آسیب لیزری این نوع از آینه‌ها تاثیر گذارند که عبارتند از توزیع میدان الکتریکی در لایه‌ها، نوع مواد مورد استفاده در ساخت، نوع بستره، تمیز بودن بستره و عاری بودن از هرگونه خراش و ترک ، شرایط لایه‌نشانی و بسیاری عوامل دیگر. در این مقاله سعی شده‌است ابتدا آینه‌هایی که از لحاظ طیف بازتابی مناسب بوده و همچنین از لحاظ نظری دارای آستانه آسیب لیزری بالایی هستند، شبیه‌سازی شوند که با تغییر ماده بستره، تعداد جفت لایه‌ها و ضخامت لایه‌ها بهترین طراحی ممکن را ارائه می‌دهیم و در نهایت با اندازه‌گیری آستانه آسیب لیزری آینه‌های ساخته شده با استفاده از لیزر پیوسته co2 ، آینه‌ها جهت کاربرد در لیزر‌های پرتوان صنعتی انتخاب می‌شوند. طبق نتایج شبیه‌سازی، لایه نشانی و اندازه‌گیری آستانه آسیب لیزری نمونه‌های ساخته‌شده، آینه تمام دی الکتریک با بستره znse دارای بیشترین آستانه آسیب لیزری است.

Design, simulation and feasibility study of all-dielectric laser mirrors with high laser induced damage threshold at 10.6 micron

Multilayer dielectric reflectors are widely used in applications that can be attributed to the manufacture of high reflectance laser mirrors at a specific wavelength. High damage threshold mirrors are necessary in high power laser systems. Different factors influence the rate of laser damage of these types of mirrors, such as the distribution of the electric field in the film, the type of material used in the manufacture, the type of substrate, the cleanliness of substrate and the absence of any scratch and cracks, deposition factors and many other factor factors. In this research, we first have tried to simulate mirrors that are suitable for the reflectance spectra and also theoretically have high laser damage threshold by changing the substrate material, the number of pairs of layers and the thickness of the layers, provide the best possible design. Finally by measuring the thresholds of laser damage of mirrors have been made with continuous CO2 lasers, mirrors are selected for use in high power industrial lasers. According to the simulation results, coating and the measurement of the laser induced damage threshold of the constructed samples, all-dielectric mirror with ZnSe substrate has the highest laser induced damage threshold.