激光反射镜

2021-02-23 15:11:09 浏览:438

定义

用于激光谐振腔和其它光学装置中的高质量反射镜。

激光器谐振腔包含反射镜,需要满足一些要求,尤其是以下几点:

1、反射损耗小(对于高反镜来说),或者在给定波长范围内具有指定的透射率(对于输出耦合器来说)
2、表面光学质量(在大范围内非常平坦)高(避免产生波前畸变从而使光束质量降低)
3、能够承受高光强,具有高损伤阈值,避免产生激光诱导损伤(尤其在调Q激光器中)

大多数情况下,采用多层电介质反射镜结构(一般为四分之一波长反射镜)作为激光反射镜。(词条电介质涂层中给出了具体的电介质激光反射镜的制备细节。)通常来说,某个激光反射镜是用作输出耦合器,对激光辐射的光具有很高的透射率,而其它的反射镜都是高反射率的(反射率>99.8%)。有些反射镜可采用二色性反射镜,从而泵浦光可以进入端泵浦激光器的增益介质中。(对于准三能级激光器来说,由于泵浦光和激光波长很相近,因此需要采用这种二色性反射镜。)

激光反射镜还可以反射激光器谐振腔外面的光。例如,常采用一对倾斜反射镜,每一个反射镜将放反射的角度接近于90°,将激光光束反射到其它装置中。通常倾斜反射镜的调节价具有两到三个调节螺丝,可以调节光束的起点和方向。

图 1 电介质激光反射镜。

残余透射

即使高反镜也存在一些残余透射光。尤其是在固体激光器中(有时用于诊断、控制激光器功率),导致输出光中混杂相当部分的杂散光。但是,残余透射的非均匀性会引起一些问题,尤其在高反镜中更加明显。

反射镜衬底

通常,激光反射镜是制备在玻璃衬底(例如,BK7或者熔融石英)上,但是也可以将反射镜涂层直接涂覆在激光器晶体上,例如,单片激光器。通常反射镜衬底是椭圆形状,尺寸在25.4mm或者12.7mm,厚度为6mm。即使对于高反镜来说,衬底的性质也非常重要,尤其是表面质量和高刚性,低热膨胀系数,高热导率(避免高功率激光器中的热膨胀)。对于部分透射反射镜,也需要具有很高的光学均匀性(避免透射光的光束畸变),低吸收和散射损耗。

反射镜衬底可能具有弯曲的表面,导致激光反射镜的聚焦或者散焦。在正入射的情况下,有效焦距为曲率半径的一半。有些技术专家可以制作半径在1mm量级的质量很高的反射镜。

特殊反射镜类型

有些特殊的电介质反射镜(例如,啁啾反射镜)可以用在锁模激光器的谐振腔中提供一定的色散。这样可以避免使用棱镜对,从而得到更加紧凑尺寸小的飞秒激光器。

还有具有极低反射损耗的超反射镜,但是在激光器谐振腔中很少用。

金属涂层反射镜,例如因反射镜,通常也不适用于激光器谐振腔,因为它们具有更高的反射损耗,并且也不能采用输出耦合器。另外,其表面易氧化,从而降低表面质量和反射率。

参阅:反射镜、二色性反射镜、电介质涂层、电介质反射镜、激光器谐振腔、输出耦合器、超反射镜

光学器件

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