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

Descrizione del progetto

Comprendere le interfacce di rivestimento ottico mediante le onde acustiche

Tecnologie avanzate come l’ottica spaziale e i laser ad alta potenza richiedono rivestimenti in grado di resistere a condizioni estreme; ciononostante, la durata degli stessi è spesso insufficiente. Il progetto COINED, finanziato dal CER, affronterà questo problema concentrandosi sulle interfacce all’interno dei rivestimenti multistrato a film sottile. I ricercatori impiegheranno impulsi laser strutturati al fine di generare onde acustiche e innescare la generazione della seconda armonica, consentendo in tal modo l’analisi a livello nanometrico di queste interfacce secondo un metodo che dovrebbe contribuire a scoprire come si formano interstrati, difetti e cambiamenti strutturali indesiderati durante la produzione, il trattamento e l’invecchiamento. Mediante l’ottimizzazione di queste interfacce, COINED punta a prolungare la durata e le prestazioni dei rivestimenti ottici, aprendo la strada a innovazioni nei settori dell’ottica, del fotovoltaico e della nanotecnologia.

Obiettivo

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.

Campo scientifico (EuroSciVoc)

Parole chiave

Programma(i)

Argomento(i)

Meccanismo di finanziamento

HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants

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Invito a presentare proposte

(si apre in una nuova finestra) ERC-2024-COG

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Istituzione ospitante

USTAV FYZIKY PLAZMATU AV CR V V I
Contributo netto dell'UE
€ 1 957 125,00
Indirizzo
U SLOVANKY 2525/1A
182 00 PRAHA 8
Cechia
Regione
Česko Praha Hlavní město Praha
Tipo di attività
Research Organisations
Collegamenti
Costo totale
€ 1 957 125,00

Beneficiari (1)