40 Sub-ppm-Verluste in HR-Spiegeln dank smarter Messtechnik Der wachsende Bedarf an Hochleistungslaser-Technologien, etwa für die Laserfusion, stellt höchste Anforderungen an optische Komponenten: Hochreflektierende (HR) Spiegel mit extrem niedrigen Verlusten sind unverzichtbar, da schon wenige ppm (parts per million) Streulicht oder Absorption die Funktion und Stabilität erheblich beeinträchtigen können. Der Schlüssel zur Realisierung solch anspruchsvoller Oberflächen liegt in ultrasensitiven, intelligenten Messtechnologien, die eine zuverlässige Erfassung der optischen Verluste im gesamten Entwicklungs- und Fertigungsprozess ermöglichen. Am Fraunhofer IOF werden dazu komplementäre Charakterisierungsverfahren kombiniert, um die verschiedenen Verlustmechanismen gezielt zu identifizieren und zu analysieren1 (siehe Abb. 2). Die photothermische LID-Technik (»Laser induced deflection«) bestimmt die Absorption in Substraten und Beschichtungen absolut und hochsensitiv. Speziell entwickelte Streulichtmesssysteme liefern eine detaillierte, hochauflösende Analyse selbst geringster Streuverluste bis in den sub-ppm-Bereich sowie der Resttransmission2. Die Cavity Ring-Down (CRD)-Methode erfasst auch minimale Gesamtverluste direkt, sodass die Energiebilanz lückenlos überprüft werden kann. Durch diese umfassende Herangehensweise lassen sich die Ursachen optischer Verluste klar zuordnen und daraus gezielte Verbesserungen für Schichtdesign und Fertigung ableiten. Rising demands in high-power laser applications, particularly for future technologies like laser fusion, are driving the need for highly reflective (HR) mirrors with exceptionally low optical losses. Even a few parts per million (ppm) of scattered light or absorption can critically affect component performance and stability. The key to achieving such advanced optical surfaces lies in ultra-sensitive and intelligent measurement techniques for reliable detection and control of optical losses during coating development and fabrication. At Fraunhofer IOF, complementary characterization methods are combined to precisely identify and analyze individual loss mechanisms1 (see fig. 2). Photothermal laser-induced deflection (LID) measures absorption in substrates and coatings absolutely and with sub-ppm sensitivity. Advanced, in-house developed scatterometers allow detailed, high-resolution analysis of the smallest scattering losses and minimal residual transmission2. Cavity Ring-Down (CRD) measures the total optical loss directly and with high sensitivity to verify the energy balance. This comprehensive methodology enables precise identification of all loss contributions, facilitates correlation with underlying causes, and supports targeted optimization of coating design and manufacturing. Using this approach, HR coatings for 1064 nm made by ion-beam sputtering (IBS) were systematically optimized in Smart metrology unlocks HR-mirrors with sub-ppm optical losses [1] Hochsensitive Streulichtanalyse eines ultraverlustarmen Spiegels / Highly sensitive light scattering measurement on an ultra-low-loss mirror
RkJQdWJsaXNoZXIy MjUwNTQ4NQ==