Abstract

Single-pulse and multi-pulse damage behaviors of "standard" (with λ/4 stack structure) and "modified" (with reduced standing-wave field) HfO<sub>2</sub>/SiO<sub>2</sub> mirror coatings are investigated using a commercial 50-fs, 800-nm Ti:sapphire laser system. Precise morphologies of damaged sites display strikingly different features when the samples are subjected to various number of incident pulses, which are explained reasonably by the standing-wave field distribution within the coatings. Meanwhile, the single-pulse laser-induced damage threshold of the "standard" mirror is improved by about 14% while suppressing the normalized electric field intensity at the outmost interface of the HfO<sub>2</sub> and SiO<sub>2</sub> layers by 37%. To discuss the damage mechanism, a theoretical model based on photoionization, avalanche ionization, and decays of electrons is adopted to simulate the evolution curves of the conduction-band electron density during pulse duration.

© 2011 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).
  2. T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).
  3. J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).
  4. C. Huang, Y. Xue, Z. Xia, Y. Zhao, F. Yang, and P. Guo, Chin. Opt. Lett. 7, 49 (2009).
  5. G. Dai, Y. Chen, J. Lu, Z. Shen, and X. Ni, Chin. Opt. Lett. 7, 601 (2009).
  6. X. Liu, D. Li, Y. Zhao, X. Li, X. Ling, and J. Shao, Chin. Opt. Lett. 8, 41 (2010).
  7. B. C. Stuart, M. D. Feit, S. Herman, A. M. Rubenchik, B. W. Shore, and M. D. Perry, J. Opt. Soc. Am. B 13, 459 (1996).
  8. L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).
  9. J. H. Apfel, Appl. Opt. 16, 1880 (1977).
  10. F. Demichelis, E. Mezzetti-Minetti, L. Tallone, and E. Tresso, Appl. Opt. 23, 165 (1984).
  11. K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).
  12. G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).
  13. M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).
  14. X. Jing, J. Shao, J. Zhang, Y. Jin, H. He, and Z. Fan, Opt. Express 17, 24137 (2009).
  15. K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).
  16. L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1965).
  17. M. Jup'e, L. Jensen, A. Melninkaitis, V. Sirutkaitis, and D. Ristau, Opt. Express 17, 12269 (2009).

2010 (1)

2009 (4)

2007 (2)

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

2004 (2)

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

2001 (3)

J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).

K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

1996 (1)

1984 (1)

1981 (1)

T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).

1977 (1)

1965 (1)

L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1965).

Abromavicius, G.

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

Albisi, M.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Amotchkina, T. V.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Apfel, J. H.

Buzelis, R.

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

Chen, Y.

Chirkin, A. S.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Dai, G.

Demichelis, F.

Drazdys, R.

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

Fan, Z.

X. Jing, J. Shao, J. Zhang, Y. Jin, H. He, and Z. Fan, Opt. Express 17, 24137 (2009).

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

Feit, M. D.

Gross, T.

K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).

Guenther, A. H.

T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).

Guo, P.

He, H.

X. Jing, J. Shao, J. Zhang, Y. Jin, H. He, and Z. Fan, Opt. Express 17, 24137 (2009).

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

Herman, S.

Huang, C.

Jasapara, J.

J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).

Jensen, L.

Jin, Y.

Jing, X.

Jup'e, M.

Keldysh, L. V.

L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1965).

Li, D.

Li, X.

Ling, X.

Liu, X.

Lu, J.

Melninkaitis, A.

M. Jup'e, L. Jensen, A. Melninkaitis, V. Sirutkaitis, and D. Ristau, Opt. Express 17, 12269 (2009).

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

Mezzetti-Minetti, E.

Nampoothiri, A. V. V.

J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).

Ni, X.

Nielsen, P. E.

T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).

Perrone, M. R.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Perry, M. D.

Protopapa, M. L.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Ristau, D.

M. Jup'e, L. Jensen, A. Melninkaitis, V. Sirutkaitis, and D. Ristau, Opt. Express 17, 12269 (2009).

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).

Rizzo, A.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Rubenchik, A. M.

Rudolph, W.

J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).

Sarto, F.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Scaglione, S.

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Shao, J.

Shen, Z.

Shore, B. W.

Sirutkaitis, V.

M. Jup'e, L. Jensen, A. Melninkaitis, V. Sirutkaitis, and D. Ristau, Opt. Express 17, 12269 (2009).

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

Starke, K.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).

Stuart, B. C.

Tallone, L.

Tikhonravov, A. A.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Tomasi, F. De

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Tresso, E.

Trubetskov, M.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Walker, T. W.

T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).

Wang, C.

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

Welling, H.

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Wu, E.

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Wu, J.

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Wu, K.

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Xia, Z.

Xu, H.

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Xue, Y.

Yang, F.

Yuan, L.

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

Zeng, H.

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Zhang, J.

Zhao, Y.

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. B (1)

H. Zeng, J. Wu, H. Xu, K. Wu, and E. Wu, Appl. Phys. B 79, 837 (2004).

Appl. Surf. Sci. (1)

L. Yuan, Y. Zhao, C. Wang, H. He, Z. Fan, and J. Shao, Appl. Surf. Sci. 253, 3450 (2007).

Chin. Opt. Lett. (3)

IEEE J. Quantum Electron. (1)

T. W. Walker, A. H. Guenther, and P. E. Nielsen, IEEE J. Quantum Electron. 17, 2041 (1981).

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Express (2)

Phys. Rev. B (1)

J. Jasapara, A. V. V. Nampoothiri, and W. Rudolph, Phys. Rev. B 63, 045117 (2001).

Proc. SPIE (3)

K. Starke, T. Gross, and D. Ristau, Proc. SPIE 4347, 528 (2001).

G. Abromavicius, R. Buzelis, R. Drazdys, A. Melninkaitis, and V. Sirutkaitis, Proc. SPIE 6720, 67200Y (2007).

K. Starke, D. Ristau, H. Welling, T. V. Amotchkina, M. Trubetskov, A. A. Tikhonravov, and A. S. Chirkin, Proc. SPIE 5273, 501 (2004).

Sov. Phys. JETP (1)

L. V. Keldysh, Sov. Phys. JETP 20, 1307 (1965).

Thin Solid films (1)

M. Albisi, F. De Tomasi, M. R. Perrone, M. L. Protopapa, A. Rizzo, F. Sarto, and S. Scaglione, Thin Solid films 396, 44 (2001).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.