一、AR@2.1μm 具体指什么?
AR@2.1μm 是指在波长为 2.1 微米处实现最优减反射效果的增透镀膜,其核心是通过光学干涉相消显著降低该波段反射率,从而提升中红外激光系统的光耦合效率与输出功率。
AR(Anti-Reflection,抗反射)镀膜是一种基于光学薄膜干涉原理的表面处理技术:在基底(如红外非线性晶体或光学窗口)上真空溅射多层高低折射率介质膜(如TiO₂/SiO₂),使入射光在膜层前后表面产生的两束反射光光程差恰为半波长,发生相消干涉,从而大幅削弱反射、增强透射11。标注“@2.1μm”特指该设计针对2.1微米激光波段(如Ho:YLF、Tm:YAG泵浦源)优化,是中红外OPO、OPA及CO₂激光倍频系统的关键工艺
二、关键晶体与镀膜的适配选型
红外非线性晶体(如ZnGeP₂)常需在2.1μm波段镀制增透膜,主要是为了匹配Ho:YLF、Tm:Ho:YAG等2.1μm激光泵浦源,在OPO/OPA应用中降低反射损耗、提高转换效率-1-2。以下是根据搜索结果整理的典型镀膜规格与对应晶体参数:
| 晶体类型 | 透光范围 | 典型镀膜规格 (AR@2.1μm) | 配套技术指标 | 典型应用场景 |
|---|---|---|---|---|
| ZnGeP₂ (ZGP, 磷锗锌) | 0.74 – 12μm (有用透光1.9-10.6μm) | AR@2.1μm (单点) 或 AR@2.1μm + BBAR@3.5-5μm (双波段) | 晶体吸收要求:<0.04 cm⁻¹ @ 2.1μm (以适应OPO/OPA应用) -2 | – Ho激光泵浦的OPO (3-5μm中红外产生) -1 – CO/CO₂激光频率转换 -2 |
| AgGaSe₂ (AGSe, 硒镓银) | 0.73 – 18μm | AR@2.1μm (匹配Ho:YLF激光泵浦) | 常用泵浦源:2.05μm Ho:YLF激光 -2 | – 2.05μm泵浦的OPO (可获得2.5-12μm输出) -2 |
补充说明:ZGP晶体因在2.1 μm处吸收极低(0.04 cm⁻¹)且非线性系数优异,成为AR@2.1μm镀膜的首选基底;而AgGaS₂虽系数较小,但短波截止边(550 nm)更优,适合多波段泵浦兼容设计
三、性能指标与工艺要求
- 反射率:单面AR镀膜可将2.1 μm处反射率从普通晶体表面的~30%降至**<0.5%,双面镀膜后整体透射率峰值可达>99%**711;
- 膜层结构:通常采用双层或多层介质膜系(如SiO₂/TiO₂交替),厚度精确控制在2.1 μm波长的1/4(约525 nm),需磁控溅射或电子束蒸发实现纳米级精度。
- 环境耐受性:优质AR镀膜需通过高温(>200℃)、湿热循环及酸碱清洗测试,确保长期稳定;
- AR@2.1μm镀膜是提升中红外激光器(尤其是2.05–2.1 μm泵浦源)光效的核心工艺,ZnGeP₂晶体因其低吸收与高非线性系数成为最主流载体;实际选型时需结合泵浦波长精度、OPO调谐范围及系统损伤阈值综合评估——若用于Ho:YLF泵浦OPO,优先选择15 mm长、AR@2.1μm + BBAR@3.5–5 μm复合镀膜的ZGP晶体












