科学家开发了中红外范围内的高性能激光镜,标志着光学镀膜技术的进步

   小金工        

2021年5月21日,维也纳,来自工业界和学术界的合作伙伴展示了中红外范围内的高性能激光镜,其吸收的光子不到一百万个中的十个。该成就得益于光学镀膜技术的最新发展,在医学和环境监测领域具有潜在的开放应用。


涂覆工艺包括通过外延生长工艺沉积高纯度半导体材料的单晶叠层。然后将产生的单晶多层通过专有的粘合工艺转移到弯曲的硅光学基材上。完整的镜子在基督教多普勒实验室(CDL)和NIST进行了测试。


研究人员在研究中写道:“ 由于表面和界面粗糙度低,这种新工艺可以降低散射损失,而外延生长中的低本底掺杂可确保极大地降低吸收,”研究人员在研究中写道。


科学家开发了中红外范围内的高性能激光镜,标志着光学镀膜技术的进步

研究合著者乔治·温克勒(Georg Winkler)正在研究一种用于在真空下表征高性能反射镜的装置。由维也纳大学的Barbara Mair提供。


这种晶体镀膜技术是由CDL的工业合作伙伴Thorlabs Crystalline Solutions开发和实施的,Thorlabs Crystalline Solutions最初是由Garrett Cole和Markus Aspelmeyer从维也纳大学衍生出来的,于2013年以Crystalline Mirror Solutions的名称成立。


该研究的合著者和博士学位的乔治·温克勒说:“精确的测量技术不仅限于脚踏车,而且还于2019年被Thorlabs收购 。只要您能仔细观察一个数量级,通常就会发现全新的现象。”


2016年,LIGO激光干涉仪的研究人员首次直接观察到了引力波。一年后,一公里长的干涉仪组件的激光镜为观察这种时空波状传播传播做出了重大贡献,该镜经优化以实现极低的光吸收损耗,以确保最佳灵敏度。


科学家开发了中红外范围内的高性能激光镜,标志着光学镀膜技术的进步


“低损耗镜是许多不同研究领域的关键技术,”克里斯汀·多普勒中红外光谱学和半导体光学实验室负责人奥利弗·H·赫克尔(Oliver H. Heckl)说:“它们是癌症诊断和重力波检测等各种研究领域的链接。”


可比镜面性能显示出对高灵敏度应用(如敏感分子光谱学)的希望。与LIGO的实验不同,灵敏分子光谱学的应用(例如通过检测患者呼吸中最小浓度的标记分子来早期检测癌症)是在可见光谱之外的中红外范围内进行的。在此波长范围内,许多结构相似的分子可根据其特征吸收线来区分。 该质量使得期望 在该波长 范围内成功地实现类似的低损耗水平。


在当前工作中,反射镜的损耗低于百万分之十。作为参考,市售浴室镜“破坏”了大约10,000倍以上的光子。与本研究中描述的反射镜相比,即使是用于研究环境的反射镜,其损耗也要高10至100倍。


在表征新反射镜的过程中,在半导体层中发现了偏振相关吸收的先前未知的效应,并由堪萨斯大学教授哈特温·皮拉尔斯(Hartwin Peelaers)进行了理论探讨。


维也纳大学的研究员卢卡斯·佩纳(Lukas Perner)说:“这些结果为进一步改进这些镜子提供了巨大的机会。由于损耗极低,我们现在可以进一步优化带宽和反射率。”


未来的工作将集中在扩大反射镜的光学带宽上,这将使它们能够有效地与光学频率梳一起使用,从而能够以前所未有的精度分析高度复杂的气体混合物。


该作品发表在Optica中。



最新评论(0)条评论
不吐不快,我来说两句

还没有人评论哦,抢沙发吧~

相关新闻推荐