 | Newsletter – Nr 6
Beschichtungen für NIR-Laseroptiken
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AR-Beschichtung |
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Ein-Wellenlängen-
Beschichtung |
Zwei-Wellenlängen-
Beschichtung |
Breitband-
Beschichtung |
| Wellenlängenbereich |
190 – 3200 nm |
190 – 3200 nm |
300 – 2100 nm |
| Zerstörschwelle bei Pulsbetrieb |
≥15 J/cm2
für 10 ns Pulse bei 1064 nm |
≥15 J/cm2
für 10 ns Pulse bei 1064 nm |
≥8 J/cm2
für 20 ns Pulse bei 1064 nm |
| max. Restreflexion |
≤0,25% |
Primärwellenlänge: ≤0,25%
Sekundärwellenlänge: ≤0,5% |
im Mittel <0,5% |
Laseroptiken, die im Laserresonator oder im weiteren Strahlengang eingesetzt werden, müssen höchsten Qualitätsansprüchen genügen. Zum einen muss das Material selber höchste Reinheitsgrade aufweisen, zum Anderen müssen die Oberflächen der Optiken entsprechend der Anwendung behandelt werden.
Um Verluste beim Optikdurchgang zu minimieren, werden die Oberflächen mit Antireflex-(AR)- Beschichtungen bedampft. Nahezu verlustfreie Transmission ist das Ziel. Verlustfreie Reflexion wird auch für Spiegel realisiert. Hier werden niedrigstabsorbierende, hochreflektierende (HR) Schichten auf die Optiksubstrate aufgedampft.
Bei II-VI/VLOC können standardmäßig Optiken mit Durchmessern von 1 mm bis 230 mm und Laserstäbe von einer Länge bis zu 300 mm beschichtet werden. |
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Abb. 1 Reflexionsverhalten von AR-Beschichtungen
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| Die Eigenschaft einer AR-Beschichtung hängt u.a. vom Brechungsindex des zu beschichtenden Substrats ab. Bild 1 zeigt dazu die Reflexionskurve eines Substrats mit einem Brechungsindex von ca. 1,4 (z.B. Quarzglas) und dazu im Vergleich die Reflexion von einem Material mit einem Brechungsindex zwischen 1,9 und 2,2 (wie z.B. KNbO3). Materialien mit unterschiedlichen Brechungsindizes können demzufolge nicht in ein und derselben Charge beschichtet werden. Dasselbe gilt auch für 2-Wellenlängen-AR-Beschichtungen. |
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Abb. 2 Zwei-Wellenlängen-AR-Beschichtung für die Fundamental-Wellenlänge und die 1. Harmonische von Nd:YAG
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| Beispielhaft ist hier in Bild 2 die Beschichtung von Quarzglas für 1064 nm und die frequenzverdoppelte Wellenlänge bei 532 nm dargestellt. AR-Beschichtungen können auch breitbandig oder für mehr als 2 Wellenlängen hergestellt werden. Hierfür ist unter Umständen ein spezielles Design notwendig, das von II-VI/VLOC zunächst berechnet wird. Für alle optischen Beschichtungen gilt, dass die Polarisation und der Einfallswinkel bekannt sein müssen. Außerdem muss beim Beschichten z.B. das Temperaturverhalten des Grundmaterials beachtet werden: Der Laserkristall KNbO3 ist diesbezüglich sehr empfindlich und kann für bestimmte Beschichtungen nur bei Raumtemperatur optimal bearbeitet werden. Besonderheiten ähnlicher Art gibt es auch für andere Materialien, was beim Bearbeiten immer große Sorgfalt erfordert. |
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Abb. 3 Transmission für eine hochreflektierende 2-Wellenlängen-Beschichtung für 1064 nm und 532 nm
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| HR-Beschichtungen für Spiegel, die mit Zerstörschwellen >15 J/cm2 auch für gepulste Anwendungen spezifiziert sind, können ebenso wie ARSchichten auf unterschiedliche Substrate aufgebracht werden. Dies schließt selbstverständlich auch Laserstäbe bzw. -kristalle ein. HR-Beschichtungen können ebenso wie AR-Beschichtungen auch für mehrere Wellenlängen spezifiziert werden. Beispielhaft dazu ist in Bild 3 die Transmission für eine hochreflektierende 2-Wellenlängen-Beschichtung für 1064 nm und 532 nm dargestellt. |
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| Ihr Ansprechpartner: |
| Olaf Thomsen (Tel.: +49-6151-8806-759, E-mail: othomsen@ii-vi.de) |
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