中國科學院上海光學精密機械研究所薄膜光學科研團隊提出了一種基於混合膜層和類三明治結構界面的二向色鏡設計新方法，實現了在兩個波長兼具優良光譜性能和高鐳射損傷閾值的二向色鏡的製備。相關研究成果近日發表于《光子學研究》，並被選為“編輯推薦”。

鐳射技術的發展對鐳射二向色鏡的要求日益提升。理想的鐳射二向色鏡需要在兩個波長（或波段）具有顯著不同的光譜反射或透射特性，同時在兩個波長都具有高的抗鐳射損傷閾值。然而，傳統的由單一材料高、低折射率膜層交替組成的二向色鏡（TDLM）往往難以在兩個波長處同時實現優異的光譜性能和高的抗鐳射損傷閾值，需要在光譜性能和鐳射損傷閾值之間進行權衡。

為此，研究人員提出了基於混合膜層和類三明治結構界面的二向色鏡（MDLM）設計新方法並進行了實驗驗證。採用HfO2和Al2O3的混合材料作為折射率和光學帶隙可調諧的高折射率膜層，採用SiO2作為低折射率膜層，高、低折射率膜層之間採用類三明治結構的梯度界面取代傳統的離散界面。該MDLM設計二向色鏡表現出優良的光譜性能，具有比TDLM更好的力學性能、更低的吸收和更高的抗鐳射損傷閾值。在532奈米的鐳射損傷閾值和1064奈米的鐳射損傷閾值均提升了近一倍。

研究人員表示，該基於混合膜層和類三明治結構界面的設計新方法為改進二向色鏡和其他鐳射薄膜開闢了新的途徑，適用於許多需要高品質鐳射薄膜的鐳射技術領域。