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，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擴展到中紅外領域，以促進很多領域取得重大進展，如測量與氣候變化有關的微量氣體、分析生物燃料，以及提升廣泛應用于工業(yè)和醫(yī)療領域的切割激光器和激光手術刀的性能等。
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
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，研究團隊結合傳統(tǒng)薄膜涂層技術與新型半導體材料和方法，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，然后讓高反射半導體晶體結構在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。
高反射晶體半導體結構。 圖片來源：物理學家組織網
研究人員指出，這款新型超反射鏡的一個直接應用是顯著提高中紅外氣體分析光學設備的靈敏度，可準確計量微量環(huán)境標志物，如一氧化碳等。
