近日，中国科学院上海光学精密机械研究所薄膜光学实验室在脉宽压缩光栅光致损伤研究中取得新进展。

科研人员明确了金膜与基底材料的结合力是限制光栅阈值提高的主要原因（图1），提出在石英光栅结构基底镀制金膜的方法以提升金光栅的损伤阈值，研究确定了“三明治”光栅的初始损伤位于HfO2层（图2），并通过分析指出HfO2是限制金属介质光栅阈值提升的主要因素，为进一步提高其损伤阈值指明了方向。科研人员提出采用非对称光栅结构降低局部电场增强效应，采用双底角光栅设计（图3），使光栅在保持宽带高衍射效率的同时，其电场增强极值减少21.3%，此结构能够有效提高光栅阈值。

脉宽压缩光栅是啁啾脉冲放大(CPA)技术中的关键元件，其主要特点为宽带宽、高衍射效率、高损伤阈值和大尺寸。随着高功率激光装置的发展，脉宽压缩光栅抗激光损伤能力的提升至关重要，其直接影响着高功率激光装置的输出能力。

该项研究得到了上海科学技术委员会专项以及国家自然科学基金等的支持。相关研究成果发表在Optical Materials 等期刊上。

图1 熔石英基底金膜典型损伤形貌

图2 不同能量密度下“三明治”结构光栅损伤点截面图

图3 对称与非对称光栅形貌之间的电场增强值对比

原文链接：https://journals.aps.org/prapplied/abstract/10.1103/PhysRevApplied.9.054024

来源：中国科学院