800nm中心波长宽带脉宽压缩光栅研制取得重要进展

导读:

    中科院强激光材料重点实验室在800nm中心波长宽带脉宽压缩光栅的研制上取得阶段性重要进展。课题组采用模拟退火和傅里叶模式结合的全局优化设计方法,设计出了800nm中心波长宽带全介质脉宽压缩光栅(Pulse Compression Gratings, PCG)(详见:Optical Letters,35(2010)187)。

  该课题组成员经过大量的优化和容差计算,结合优良的制膜技术,获得了阈值~1J/cm2(50fs,TE,57°入射)的全介质膜,相关光栅参数具有较大工艺容差。中科大同步辐射光学实验室和清华大学衍射光栅课题组对课题组提供的全介质膜进行了光栅参数的刻蚀验证,得到带宽优于110nm的PCG样品。课题组测试了样品0级反射率谱,采用-1级和0级反射率互补的计算方法,反演得到-1级衍射效率大于95%的带宽110nm以上,在国际同领域中首次得到了带宽百纳米以上全介质PCG样品。

  全介质膜PCG相对现行使用的金膜光栅具有高衍射效率和高损伤阈值的优点,在800nm高能飞秒激光器中具有重要应用前景。本项研究得到国家高技术863计划和国家自然科学基金支持。

    8月份中科院强激光材料重点实验室承担的大口径脉宽压缩光栅用膜研制工作取得突破性进展。该项目组参与研制的大口径脉宽压缩光栅应用在大能量拍瓦激光系统上,获得了皮秒级的较高能量输出,在光栅面上经受了0.54J/cm2(5ps,1053nm)的激光作用而没有任何损坏,光栅抗激光破坏能力与美国OMEGA-EP、日本FIREX-I装置采用的光栅水平相当,达到了国际先进水平。

  中科院强激光材料重点实验室在光栅用大口径介质膜的研制工作中重点解决了以下几个问题:

  1.  同时满足了中心波长1053nm宽波段范围内的高反射和413nm高透过的要求,均匀性控制在±0.5%范围内;

  2.  满足了大口径光栅高破坏阈值的要求;

  3.  有效控制了光栅用膜的应力形变,确保了大口径光栅面形指标要求的实现;

  4.  满足了光栅制作过程对光栅膜提出的强度要求。在经过光刻胶反复涂覆、真空反应离子束的刻蚀和反应气体的腐蚀、水溶液、强酸弱碱液的长时间浸泡清洗等条件下,光栅膜和在其上刻蚀的光栅均能保证稳定的光学和力学特性。

  该项突破性进展将对相关专项工作的顺利实施起到积极的推动作用。中科院强激光材料重点实验室将在此基础上进一步提升大口径光栅膜特性。

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