Spegelförluster

Spegelförluster är de förluster som uppstår när ljus reflekteras från en spegel i optiska system. Huvudbidragen är absorption i spegelns beläggningar och substrat, spridning i beläggningen och på ytan samt eventuell transmission genom spegeln. Sammantaget bestämmer spegelförlusterna hur mycket ljus som behålls per reflektion eller per runda pass i en resonator.

Orsaker och komponenter: Absorption i dielektriska skikt och substrat bidrar till förlusterna, liksom spridning i beläggningen, ytspridning och defekter i beläggningen. Kontaminering, ytråhet och ytfel ökar spridningen, medan officiell transmission genom spegeln också bidrar. Temperatur, fuktighet och miljöförhållanden kan påverka beläggningens prestanda över tid.

Mätning och mått: Förlust definieras ofta som L = 1 − R, där R är speglens reflektivitet per yta. I ett två-spegelresonatorer är den totala runda-pass förlusten summan av spegelförlusterna och eventuella interna förluster i material och andra konstruktioner. Vanliga mätmetoder inkluderar cavity ring-down och utvärdering av resonansfinesse samt direkt mått av spegelföljd reflectivity.

Betydelse och tillämpningar: Spegelförluster är centrala i utvecklingen av högkvalitativa lasersystem, högfiness-resonatorer och interferometriska instrument, inklusive gravitationsvågdetektorer, optisk kommunikation och precisionsmätningar. Lägre förlust leder till större ljusstyrka, bättre stånd- och frekvensstabilitet samt högre känslighet i mätningar.

Förebyggande och förbättring: För att minimera förluster används lågförlusterbeläggningar tillverkade med tekniker som ion-beam sputtering, noggrann ytrengöring och kontroll av beläggningstjocklek samt materialval med låg absorption och låg spridning. Regelbunden kontroll och miljöstabilisering bidrar också till att bibehålla låga spegelförluster över tid.