超声波喷涂脉冲压缩光栅涂层
超声波喷涂脉冲压缩光栅涂层 在超短脉冲激光技术飞速发展的当下,啁啾脉冲放大技术(CPA)已成为突破激光功率限制的核心支撑,而脉冲压缩光栅作为该技术的“心脏部件”,直接决定了皮秒、飞秒激光器的输出性能。其中,光栅的衍射效率与激光损伤阈值是两大关键指标,其性能表现不仅影响激光能量的利用率,更关乎激光器的稳定运行与使用寿命。尤其在超强超短脉冲激光领域,当输出功率达到拍瓦级别时,对脉冲压缩光栅的性能要求已提升至全新高度,普通商业光栅在尺寸、效率均匀性与损伤阈值方面均难以满足实际应用需求。 传统光栅制备工艺中,涂层涂覆环节易出现厚度不均、颗粒团聚等问题,导致光栅表面的微观结构一致性差,进而引发衍射效率波动。这种不均匀性在大尺寸光栅制备中更为突出,部分区域衍射效率不足90%,与核心应用所需的高一致性要求相去甚远。而超强超短脉冲激光系统对光栅的需求,早已从“满足基本使用”转向“高均匀性、大尺寸、高稳定性”的综合性能突破,这一需求推动着制备技术的革新。 超声波喷涂技术的引入,为解决光栅衍射效率均匀性问题提供了有效方案。该技术通过超声波振动使涂层材料形成微米级均匀雾滴,配合精准的气流控制与运动平台,实现涂层在光栅基底表面的均匀沉积。与传统喷涂相比,超声波喷涂避免了气流扰动导致的涂层堆积或空缺,雾滴直径分布偏差控制在5%以内,涂层厚度误差可缩小至±0.1微米,从根本上保证了光栅沟槽结构的一致性。 在实际制备过程中,超声波喷涂技术能够精准匹配光栅的微观结构需求,通过调控喷涂压力、频率与速度参数,使涂层材料完美填充沟槽并形成平整表面。这种精细化控制不仅提升了光栅的衍射效率,更让效率均匀性得到质的飞跃——在米级尺寸光栅的制备中,可实现全区域衍射效率波动小于2%,平均衍射效率稳定达到97%。同时,均匀的涂层结构减少了激光照射时的能量集中点,间接提升了光栅的激光损伤阈值,使产品能够适应超强激光的长期照射。 [...]


