Les optiques laser standard nécessitent généralement un défaut de forme d’au moins L/10 et des surfaces scratch/dig 10-5 (DIN 5/4x0,025, Ø 1’’), qui sont difficiles à produire sans une pureté absolue au cours de la fabrication. Les machines à polir standard peuvent produire tout au plus une rugosité de surface de 1 nm à 0,5 nm (srf).

Les applications utilisant des optiques laser nécessitent souvent de porter une plus grande attention à la rugosité de surface qu’aux rayures, car cette rugosité de surface peut provoquer des pertes de diffusion inacceptables. Les imperfections de surface peuvent s’amplifier lors de l’enrobage avec des films minces diélectriques tels que des revêtements AR. Cela est du au fait que les couches diélectriques augmentent les pics, au lieu de réduire les pics et les creux, provoquant alors une augmentation de la rugosité de surface. La lumière se diffuse donc à l’intérieur, ainsi que sur la surface.

En comparaison avec le substrat vierge d'origine, un revêtement miroir diélectrique Rmax à trente couches peut considérablement augmenter les pertes de diffusion. Bien que la dimension physique de cette rugosité soit toujours très faible – il est même possible de la désigner comme étant la rugosité la plus faible qu’il soit – l’optique peut continuer à poser un problème. Cela est particulièrement le cas pour les résonateurs laser, dans lesquels le gain du laser et, ainsi, la puissance optique, sont réduits.

Pour les applications particulières telles que les miroirs paraboliques, qui sont utilisés pour le pompage des lasers à disques, des pertes mesurables peuvent continuer à être détectées bien que ce système n’utilise pas de structure à plusieurs cavités. Le laser à pompe (808 nm ou 940 nm) est réfléchi encore et toujours par le miroir de focalisation, ce qui entraîne 32 réflexions. Avec les pertes de transmission, la perte totale peut être extrêmement élevée, réduisant ainsi l’efficacité du pompage.

Heureusement, les techniques de polissage actuelles des pièces asphériques sont si évoluées que les valeurs de microrugosité standard pouvant être obtenues sur des surfaces plates et des surfaces sphériques peuvent désormais être également obtenues sur les surfaces asphériques. Le Dr Giesen, du Département IFWS de l’Université de Stuttgart, a mesuré les miroirs paraboliques de Laser Components et a découvert que ces ceux-ci possédaient un srf de 0,5 nm. Avec les revêtements à hautes performances de Laser Components, l’amélioration globale engendrée par l’utilisation de ces miroirs est généralement 10 à 20% plus élevée (selon le mode de fonctionnement) que les miroirs en cuivre paraboliques recouverts d’un revêtement. Les miroirs paraboliques en verre possèdent une meilleure réflexion, un profil parabolique plus cohérent (de 1 lambda), et une pureté de 4x0,1 (par dia2’’) pour les miroirs allant jusqu’à 200 mm. Même les lasers à disques Yb:YAG de grande taille fonctionnant dans la gamme kW bénéficient de cette innovation.

Etant donné que ces lasers, à l’avenir, devraient nécessiter des gammes d’amplification de plusieurs kW, l’utilisation de miroirs paraboliques en verre à hautes performances est donc essentielle pour les clients de Laser Components.

Nous remercions le IFSW et tous nos partenaires qui nous ont fourni les données techniques nécessaires à ce projet.