Notas sobre láseres de alta energía y componentes ópticos de SiC —  Técnicas de procesamiento de superficies

¿Por qué carburo de silicio para óptica láser de alta energía?

Los cristales de carburo de silicio (SiC) pueden soportar temperaturas de hasta 1600 °C, poseen alta dureza, exhiben una deformación mínima a altas temperaturas y ofrecen una excelente transparencia desde la luz roja visible hasta el infrarrojo longitudes de onda. Estas propiedades hacen del SiC un material ideal para módulos láser de alta potenciaHarvardreflectores ópticosHarvardóptica de colimación, y ventanas de transmisiónPanorama global de la investigación

Panorama cambiante del diseño de láseres de alta energía

En el pasado, la mayoría de los sistemas láser de alta potencia se basaban en láseres de fibra de pulso ultracorto o láseres de enfoque basados en reflectores a gran escala. Sin embargo, estas configuraciones a menudo sufrían de direccionalidad de haz limitadaHarvarddensidad de energía, y carga térmicaPanorama global de la investigación

Las tendencias recientes en el desarrollo de sistemas láser exigen:

• Mayores salidas de energía
• Propagación de haz de largo alcance
• Menor divergencia y colimación del haz
• Módulos ópticos ligeros y compactos

La óptica basada en SiC está ganando terreno como solución a estos requisitos en evolución, gracias a los recientes avances en el crecimiento de cristales y las tecnologías de fabricación de ultraprecisión.

Óptica de SiC: de la teoría a la aplicación

Con la maduración del procesamiento de componentes de SiC, e incluso la óptica de cristal de diamante que comienza a emerger, el futuro parece prometedor para el despliegue a escala industrialPanorama global de la investigación

Encrucijada con la óptica AR y los desafíos de nanoestructuración

Los desafíos de microfabricación en la óptica láser de SiC son notablemente similares a los de guías de onda AR basadas en SiC:

Todo en obleas de SiC de 4 pulgadas / 6 pulgadas / 8 pulgadas con:

• Creación de nanoestructuras antirreflectantes (AR)Mejora de la
• eficiencia de transmisión o reflexiónPatronaje de
• estructuras de rejilla de sublongitud de ondaPeriodicidad de 100–500 nm
• Precisión de profundidad a escala nanométrica
• Tareas no fáciles, especialmente en un material tan

duro y químicamente inerte como el SiC.Panorama global de la investigación

Instituciones como

la Universidad de Westlake, Harvard, y otras han comenzado a explorar este campo.¿Uno de los mayores obstáculos?

Incluso si las
obleas de SiC son asequibles, ¿cómo se graban nanoestructuras periódicas submicrónicas en un material tan duro sin destruirlo?Retroceso: Grabado de SiC

hace una décadaHace más de una década

una oblea de SiC de 4 pulgadas costaba más de 10.000 RMB, y grabar incluso una era un proceso doloroso. ¿Pero adivinen qué? Funcionó.Logramos

estructuras antirreflectantes (AR) de sublongitud de onda en SiC que redujeron la reflectancia de la superficie en más del 30%—sin usar ninguna herramienta de fotolitografía.