طراحی و ساخت تیغه تأخیر انداز فاز در طول موج 1064 نانومتر با انباشت لایه های نانومتری اپتیکی

تأخیراندازهای فازی ابزارهایی هستند که بین قطبش های s و p پرتو نور تراگسیلی یا بازتابی اختلاف فاز ایجاد می کنند. تأخیراندازهای چارک موجی اغلب، برای تولید نور قطبیده ی دایره ای از نور قطبیده ی خطی و بر عکس استفاده می شوند. این ابزارها را می توان به روش های مختلفی طراحی کرد و ساخت. تأخیراندازهای لایه نازک با لایه نشانی با استفاده از دو نوع ماده با ضرایب شکست بالا و پایین ساخته می شوند. در این رساله تأخیرانداز فازی چارک موجی تراگسیلی در طول موج 1064 نانومتر با استفاده از لایه های نازک نانومتری اپتیکی طراحی و ساخته شد. برای طراحی باید، توان تراگسیل دو مولفه ی قطبش با هم برابر و بالاتر از 95% و اختلاف فاز آن ها برابر با 90 درجه باشد. برای انتخاب مواد نیز، باید چند عامل را در نظر گرفت. اولین عامل این است که به دو نوع ماده یکی با ضریب شکست بالا و یکی با ضریب شکست پایین نیاز است. عامل دوم شفافیت مواد مورد نظر در طول موج 1064 نانومتر است و آخرین عامل این است که باید آستانه آسیب پذیری لیزری مواد مورد استفاده، بالا باشد تا بتوان از آن ها در سامانه های پر توان لیزری، استفاده کرد. با توجه به این عوامل از اکسید سیلیسیوم به عنوان ماده باضریب شکست پایین و از اکسید تیتانیوم به عنوان ماده با ضریب شکست بالا استفاده شد. سپس با استفاده از نرم افزار پیشرفته ی لایه نازک، سامانه ای سی و دو لایه ای نانومتری طراحی شد. ساخت سامانه ی نهایی به روش تبخیر به کمک پرتو الکترونی و با دقت حدود یک نانومتر، انجام شد. سامانه شامل دو نمونه ی شانزده لایه ای نانومتری با ضخامت کل لایه های 89/2347 نانومتر است که در شرایط کاملا یکسان بر روی بستره هایی از جنس شیشه ی bk7 لایه نشانی شده، سپس توسط چسب اپتیکی به یکدیگر چسبانیده شدند. بیناب عبور آن با استفاده از طیف سنج دوپرتوی اندازه گیری شد. توان تراگسیل دو مولفه ی قطبش در زاویه ی فرود پرتو 55 درجه، با هم برابر و بیش از 95% است. به منظور بررسی کیفیت سطح سامانه از نمونه تصویر میکروسکوپ نیروی اتمی گرفته شد که نشان داد، سطح نمونه از کیفیت اپتیکی خوبی برخوردار است. نوع قطبش سامانه با استفاده از قطبش سنج آزموده شد. قطبش پرتو تراگسیلی از سامانه تحت زاویه ی 53 درجه ی پرتو فرودی، دایره ای بود. با توجه به کاربرد تأخیراندازها در سامانه های پر توان لیزری، آستانه ی آسیب پذیری لیزری آن، با روش 1-on-1 اندازه گیری شد. نمونه در چگالی انرژی 21/6 ژول بر سانتی متر مربع آسیب دید، که انرژی بالایی است و نشان می دهد، این سامانه قابلیت استفاده در لیزرهای پر توان را دارد.