最近，来自中国科学院上海光学精密机械研究所的一个研究小组提出了一种具有混合层和新型三明治状结构界面的新设计，可以满足理想二向色性激光镜的挑战性要求。该研究文章于2021年1月27日发表在《光子学研究》上，并被《编辑精选》重点推荐。
二向色激光镜通常用作谐波分离器，合束器或分束器。它们在许多激光器应用中都扮演着重要角色，包括惯性约束聚变激光器，拍瓦飞秒激光器，高功率光纤激光器，紧凑型Q开关或锁模激光器以及其他新兴激光器。随着激光技术的发展，对二向色性激光镜的要求不断增加。用于大功率激光器的理想二向色激光镜需要在两个不同的感兴趣波长上同时具有显着不同的反射或透射特性以及较高的激光诱导损伤阈值(LIDT)。
不幸的是，由交替的高折射率和低折射率(n)纯材料组成的传统二向色激光镜(TDLM)通常难以同时获得出色的光谱性能和两个波长的高LIDT。在所需的光学性能和LIDT之间需要权衡。
在这项工作中，研究人员设计并制备了基于混合的二向色性激光镜(MDLM)，该膜使用HfO 2 -Al 2 O 3混合材料作为具有可调n和光学带隙的高n层，以及低浓度的纯SiO2 -n材料。低n SiO 2层和高n HfO 2 -Al 2 O 3混合物层之间的界面是夹心状结构的界面(“ SiO 2 -HfO 2梯度材料| HfO 2 | HfO 2 -Al 2 O 3梯度材料”)，它取代了传统的离散界面。
MDLM与TDLM相比，具有出色的光谱性能和更高的性能，具有更好的机械性能，更低的吸收率和更高的LIDT。对于波长为532 nm的s极化7.7 ns脉冲和波长为1,064 nm的p极化的12 ns脉冲，LIDT几乎翻了一番。
这种MDLM设计策略为改进二向色镜涂层和其他激光涂层开辟了新途径，并且可以使依赖于高质量激光涂层的激光技术的许多领域受益。