來自奧地利、美國和瑞士的一個國際研究小組在中紅外范圍內(nèi)創(chuàng)造了第一個超級反射鏡。這些反射鏡是許多應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)，例如溫室氣體的光譜或用于切割和焊接的工業(yè)激光器。研究結(jié)果最近發(fā)表在《自然·通訊》上。

在高性能反射鏡領(lǐng)域，每個人都在追逐不可能的東西：具有完美反射率的涂層。在可見光波長范圍內(nèi)（波長在380nm和700nm之間），先進(jìn)的金屬反射鏡實(shí)現(xiàn)了高達(dá)99%的反射率，這意味著每99個反射光子就損失一個光子。這看起來可能很多，但在近紅外范圍（約780nm至2.5μm）內(nèi)，專用反射鏡涂層的反射率已經(jīng)達(dá)到99.9997%。這意味著在100萬個反射光子中，只有三個丟失。

用于超級反射鏡的直徑為25mm的硅襯底。

長期以來，人們一直希望將這種超反射鏡技術(shù)擴(kuò)展到中紅外（波長從2.5μm到10μm及以上）。這將使許多領(lǐng)域取得重大進(jìn)展，例如，在測量與氣候變化有關(guān)的微量氣體時，以及在分析生物燃料時。此外，許多工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用也可以改進(jìn)，例如切割激光器和激光手術(shù)刀。然而，到目前為止，最好的中紅外反射鏡損失了萬分之一的光子，大約是近紅外超反射鏡的33倍。

在最近發(fā)表的這項研究中，一個國際科學(xué)家團(tuán)隊現(xiàn)在創(chuàng)造了第一個中紅外超反射鏡。在維也納大學(xué)基督教多普勒中紅外光譜和半導(dǎo)體光學(xué)實(shí)驗室（CDL-Mid-IR）和工業(yè)合作伙伴Thorlabs Crystally Solutions（加利福尼亞州圣巴巴拉）的領(lǐng)導(dǎo)下，研究人員能夠制造出只損失一百萬分之八光子的反射鏡。這意味著這些超級反射鏡的反射率達(dá)到99.99923%。為了實(shí)現(xiàn)這一記錄，研究人員必須對材料、反射鏡設(shè)計和制造過程進(jìn)行精確分析和控制。

高反射性晶體半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)。這些首先生長在10厘米砷化鎵晶片上，并被分成更小的圓形反射鏡。然后將這些圓盤中的每一個結(jié)合到準(zhǔn)備好的基底上，以形成最終的超級反射鏡。