高反射（HR）镀膜是一种专门应用于基底（如玻璃、熔融石英或晶体）表面的光学镀膜，旨在最大限度地反射光线。这些镀膜设计用于反射特定波长、指定波段或宽光谱的光，从而最大限度地减少透射和吸收损耗。
工作原理
HR 镀膜主要利用薄膜干涉原理工作。通过交替沉积多层具有高折射率和低折射率材料的微观层，镀膜可以操控入射光波的相位。
当光线照射这些层时，它会在每个边界处反射。每层的厚度通常被精确设计为目标波长的四分之一，即 nd = λ / 4，其中 n 是折射率，d 是物理厚度。这种特定厚度使得来自每个边界的反射光波发生相长干涉，结合起来产生异常强烈的光束。
高反射镀膜的类型
- 金属镀膜：由铝、银或金等金属制成。它们提供宽光谱反射（从紫外到红外），但反射率通常最高可达 95% 到 99%。它们通常更容易受到高功率激光的损坏。
- 介电镀膜：由交替的非金属材料层（如氟化镁、二氧化钛或二氧化硅）制成。这些镀膜可以针对特定波长实现超高反射率（>99.9%），并具有高激光损伤阈值，使其成为精密光学的理想选择。
实际示例：激光谐振腔
HR 镀膜最常见和关键的应用之一是激光腔的构造，例如连续波 1064nm Nd:YAG 激光器。
背景：为了使激光器工作，光线必须在“增益介质”（Nd:YAG 晶体）中来回反射，以激发更多光子的发射，从而放大光线。
滤波器/镀膜的使用：激光腔是通过在晶体两侧放置两个镜子形成的。其中一个镜子，称为“后端镜”，用精确调谐至 1064nm 的介电高反射镀膜处理。
功能：HR 镀膜确保几乎所有照射到后端镜的 1064nm 光线都以 >99.9% 的效率反射回晶体。另一个镜子，称为“输出耦合器”，只有部分反射（例如 90%），允许剩余的 10% 的光线作为可用的激光束逸出。
结果：HR 镀膜可防止腔体后端的光子损耗，最大限度地提高光学反馈，并使激光器能够达到其所需的运行功率，而不会造成灾难性的能量浪费。
*这是实际示例的科学示意图，展示了高反射（HR）镀膜在 1064nm Nd:YAG 激光谐振腔中的应用和利用方式。