Nebulal™技術：納米結構抗反射表面

Nebulal™技術是Edmund Optics®開發(fā)的用于高功率激光應用的傳統(tǒng)薄膜抗反射（AR）涂層的替代品。亞波長表面結構被蝕刻到光學器件中，與傳統(tǒng)涂層相比具有許多優(yōu)勢，包括高寬帶傳輸和近體激光誘導損傷閾值（LIDT）（圖1）。激光系統(tǒng)集成商通過將采用Nebulal™技術的光學組件整合到其系統(tǒng)中，可以最大限度地提高系統(tǒng)吞吐量，并降低激光誘導損傷的可能性。

圖1：對于高功率激光應用，納米結構抗反射（AR）表面是薄膜AR涂層的一種有價值的替代品。

Nebulal™技術的LIDT

將涂層施加到激光光學器件上通常也會降低其LIDT，因為在多層界面上可能存在涂層缺陷。另一方面，Nebular Technology™不涉及在光學器件上沉積任何額外的材料。納米結構AR表面的LIDT可以接近未涂覆基底的LIDT，顯著高于大多數(shù)傳統(tǒng)涂層。這對于從連續(xù)波（CW）到飛秒脈沖的所有脈沖持續(xù)時間的高功率激光應用是有利的（圖2）。

圖2：采用Nebulal™技術的Lidaris窗口的LIDT報告樣本，顯示LIDT>40 J/cm2@532nm，5.6ns，100Hz，

采用Nebulal™技術的薄膜涂層光學元件

圖3：雖然具有薄膜涂層的光學器件上的激光誘導損傷會傳播并導致系統(tǒng)故障，但采用Nebulal™技術的光學器件上的激光誘導損傷是非傳播的，通常對系統(tǒng)性能的影響很小。

Nebulal™技術的光譜特性

Nebulal™技術的寬波段與典型的薄膜激光Ar V涂層相比如圖4所示。

圖4：如果設計得當，Nebulal™技術的納米結構表面可以最大限度地減少反射率和散射，從而在比典型的薄膜抗反射V型涂層更寬的波長范圍內(nèi)實現(xiàn)最大透過率。

此外，Nebulal™技術對入射角和偏振的敏感度通常低于標準薄膜AR涂層。對于標準AR涂層，當入射角從設計角度（通常為0度或45度）增加或減少時，可以看到波長偏移（圖5）。這會限制需要掃描激光束的光學系統(tǒng)，例如通過掃描改變通過窗口的入射角并因此改變透射強度。已經(jīng)表明，納米結構的AR表面可以在至少0+/-30度的角度范圍內(nèi)對偏振光和非偏振光產(chǎn)生相等的透射率。

圖5：設計合理時，Nebulal™技術的納米結構表面可最大限度地降低反射率。

亞波長表面結構的形成

通過反應離子蝕刻（RIE）形成納米結構的AR表面，其中感應耦合等離子體加速離子朝向基底，并且施加的金屬掩模限定結構的形狀和間隔（圖6）。對制造過程中的各個參數(shù)進行精細控制；可以使用嚴格的耦合波分析對表面進行建模，從而產(chǎn)生高度可重復和可預測的表面規(guī)格和光譜性能。

圖6：在反應離子蝕刻期間，亞波長表面結構通過由感應耦合等離子體向表面加速的離子蝕刻到光學基底中。

雖然Nebular™技術的亞波長表面結構具有較高的激光耐久性，但其機械耐久性較低。磨損很容易損壞結構，使其難以清潔，并需要特殊的處理和組裝技術。然而，表面污染物和磨損將導致激光系統(tǒng)的任何光學涂層過早損壞，設計良好的系統(tǒng)應包括保持受保護的清潔光束線的規(guī)定。Nebulal™技術是高功率激光系統(tǒng)的腔內(nèi)光學器件和其他組件的理想選擇。