高雷射誘導損傷閥值之多層電介質光柵研究

高功率、高光束品質雷射的需求隨著工業與軍事應用日益增加，單模光纖因為本身的限制，使得雷射輸出被限制在萬瓦等級，因此要得到更高功率，就必須利用多單元光束合束方式實現，目前研究使用光譜合束中的多層電介質光柵的方法居多，此元件需要高合束效率及高雷射誘導損傷閥值，但國內長久以來缺乏高雷射誘導損傷閥值鍍膜技術，為了掌握高功率雷射應用領域所必備的關鍵技術，本計畫基於過去的研究基礎下，將薄膜製程最佳化，並建立相關實驗數據，掌握關鍵技術之參數，藉由兩方面提升雷射誘導損傷閥值，一方面為進行超低吸收薄膜材料之製程參數建立，從鍍膜成長機制、基板溫度、材料的選擇、基板平整度的選擇以及基板的清洗著手，另一方面從膜層結構之電場匹配設計，透過將電場峰值移出膜層交界處，來提高抗高能量的能力，並控制膜層堆疊的膜厚誤差，來完成高雷射誘導損傷閥值鍍膜技術的任務，再經由FDTD計算軟體來提高合束的效率，實際製作多層電介質光柵，完成高合束效率高雷射誘導損傷閥值的多層電介質光柵來提供高功率雷射使用。預計實際製鍍99.99%的高反射鏡，在532nm脈衝雷射的雷射誘導損傷閥值大於10 J/cm2，多層電介質光柵的合束效率在90%以上以及1064nm脈衝雷射的雷射誘導損傷閥值的量測大於6 J/cm2。