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Control over interfaces in metal oxide optical coatings: the missing piece of the puzzle

Description du projet

Comprendre les interfaces de revêtement optique à l’aide d’ondes acoustiques

Les technologies avancées telles que l’optique spatiale et les lasers haute puissance requièrent des revêtements qui peuvent résister à des conditions extrêmes. Néanmoins, la durabilité du revêtement est souvent insuffisante. Le projet COINED, financé par le CER, tentera de remédier à problème via les interfaces présentes au sein des revêtements multicouches à couches minces. Les chercheurs s’appuieront sur des impulsions laser structurées pour générer des ondes acoustiques et déclencher la génération de deuxième harmonique, pour permettre une analyse à l’échelle nanométrique de ces interfaces. Cette méthode devrait aider à comprendre la formation des couches intermédiaires, des défauts et des changements structurels non intentionnels pendant la fabrication, le traitement et le vieillissement. En optimisant ces interfaces, COINED entend prolonger la durée de vie et les performances des revêtements optiques, inaugurant des percées dans l’optique, le photovoltaïque et la nanotechnologie.

Objectif

Multilayer thin-film coatings grant optical elements their specific functionality by forming a high-reflective mirror or a dichroic filter. At the same time, the coatings are the first instance to be damaged by intense laser light, corrosion, or mechanical stress. Limited coating durability is heavily influenced by interfaces: the coating – substrate interface and interfaces between layers. Despite a thorough understanding of the properties of the layers’ bulk, control over interfaces is still highly limited. The lack of convenient methods for their characterization makes facilities rely on empirical tricks, thus compromising interface quality and posing severe limitations on the cutting-edge applications of optics.
The COINED project aims to break this barrier by introducing an optical interface characterization with nanometer longitudinal resolution. Such resolution will be enabled by using a structured laser pulse as a source of complex acoustic waves in the coating. The same structured pulse will be used to induce second-harmonic generation (SHG) locally enhanced by the acoustic wave. By using a large set of complex pulses, we will be able to decipher the nonlinear response and the related interface morphology in individual interfaces of multilayer coatings.
With this unprecedented control over interfaces, the project will disclose the role of deposition processes, coating post-treatment, and aging in the formation of unintended interlayers, defects, or coating restructuring. Moreover, the ability to continuously monitor and map interfaces throughout coating tests will be the game-changing factor elucidating the processes behind interface deficiencies.
Interface optimization will open new horizons in the development of space-grade optics, increasing feasible laser power, or extending the lifetime of UV optics. The project will redefine the entire process of thin-film interface optimization with impact covering optics, photovoltaics, or nanotechnology.

Champ scientifique (EuroSciVoc)

Mots‑clés

Programme(s)

Thème(s)

Régime de financement

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Appel à propositions

(s’ouvre dans une nouvelle fenêtre) ERC-2024-COG

Voir tous les projets financés au titre de cet appel

Institution d’accueil

USTAV FYZIKY PLAZMATU AV CR V V I
Contribution nette de l'UE
€ 1 957 125,00
Coût total
€ 1 957 125,00

Bénéficiaires (1)