首個中紅外波長超級反射鏡問世
2023-12-11 10:49:41
來源：科技日報
來自奧地利、美國和瑞士的科學家組成的國際科研團隊，研制出了首個中紅外波長范圍超級反射鏡，有望用于測量微量溫室氣體或用于切割和焊接的工業(yè)激光器等領(lǐng)域。研究論文發(fā)表于最新一期《自然·通訊》雜志。
在可見光波長范圍內(nèi)，現(xiàn)有金屬反射鏡的反射率為99%。在近紅外范圍，專用反射鏡涂層的反射率高達99.9997%；但迄今最好的中紅外反射鏡的反射率為99.99%，光子丟失率是近紅外超反射鏡的33倍。
人們一直希望將超反射鏡技術(shù)擴展到中紅外領(lǐng)域，以促進很多領(lǐng)域取得重大進展，如測量與氣候變化有關(guān)的微量氣體、分析生物燃料，以及提升廣泛應(yīng)用于工業(yè)和醫(yī)療領(lǐng)域的切割激光器和激光手術(shù)刀的性能等。
用于超級反射鏡的直徑為25毫米的硅基板。 圖片來源：物理學家組織網(wǎng)
此次，研究團隊研制出的中紅外超反射鏡的反射率高達99.99923%。為制造出中紅外超級反射鏡，研究團隊結(jié)合傳統(tǒng)薄膜涂層技術(shù)與新型半導(dǎo)體材料和方法，開發(fā)出一種新涂層工藝。為此，他們先研制出直徑為25毫米的硅基板，然后讓高反射半導(dǎo)體晶體結(jié)構(gòu)在10厘米的砷化鎵晶片上生長，接著將其分成更小的圓形反射鏡，再將這些反射鏡安裝到硅基板上，得到了超級反射鏡并證明了其性能。
高反射晶體半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。 圖片來源：物理學家組織網(wǎng)
研究人員指出，這款新型超反射鏡的一個直接應(yīng)用是顯著提高中紅外氣體分析光學設(shè)備的靈敏度，可準確計量微量環(huán)境標志物，如一氧化碳等。
