[發明專利]一種激光發生器反射板

有效

• 申請號: 201711409166.9
• 申請日: 2017-12-22
• 公開（公告）號: CN108008476B
• 公開（公告）日: 2019-09-10
• 發明（設計）人: 薛龍建;譚迪;黃家輝
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G02B5/08
• 分類號: G02B5/08;C23C28/00;C23C14/16;C23C14/58
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 張火春

本發明公開了一種激光發生器反射板，激光發生器反射板由基底、純鉻層、純鋁層和作為反射層的三氧化二鋁薄膜組成四層結構，基底使用銅材料，擁有高導熱率，在銅基體上利用物理氣相沉積在惰性氣體保護氣氛下沉積一層納米厚度的純鉻薄膜，以增加反射層與銅基底的界面結合強度，再在純鉻薄膜上用物理氣相沉積法沉積一層微米厚度的純鋁薄膜，最后通過反應蒸鍍法、多弧離子束氧化或陽極氧化等方法在純鋁薄膜表面制備用于反射激光的三氧化二鋁薄膜。本發明激光發生器反射板熱穩定性強、光學性能優異，激光反射率能夠達80～95％；其最薄弱界面結合力高于500MPa，使用壽命達到2～4年。

技術領域

本發明屬于激光發生器設備領域，涉及一種激光發生器反射鏡，具體涉及一種激光發生器反射板。

背景技術

激光擁有高能量密度以及優異的光學相干性等優點，因此在工業、信息、軍事等領域都有廣泛的應用。激光從發生器的諧振腔產生到輸出過程中需要大量激光反射鏡，其反射鏡的激光反射效率、熱性能、微觀結構、缺陷及晶向等決定了大功率激光器的功率與服役壽命。三氧化二鋁在可見～紅外波段無吸收峰，同時擁有良好的機械和熱學性能，使三氧化二鋁薄膜成為激光器反射鏡的理想材料，且使用銅表面鍍三氧化二鋁膜，保證激光反射率的同時具備優良穩定的熱性能。

目前，銅基體表面鍍三氧化二鋁薄膜的工藝局限導致銅基底與三氧化二鋁薄膜之間的結合不夠牢固，同時三氧化二鋁膜的表面形貌與厚度不完全可控。這些缺陷促使激光全反射鏡表面三氧化二鋁薄膜在服役時容易出現反射率降低，而且在服役過程中由于吸收光子發熱，使三氧化二鋁薄膜反射層從銅基底上脫落。增強三氧化二鋁反射層與基底之間的界面結合力，同時控制三氧化二鋁的生成過程以達到預期的厚度與表面形貌是目前迫切需要的。

發明內容

本發明的目的在于提供一種銅基體表面沉積三氧化二鋁薄膜的激光發生器反射鏡，該反射鏡對CO2激光發生器10.6μm波長的激光反射率可以達到70～90％，使用溫度能夠達到450～500℃，三氧化二鋁薄膜與銅基底界面最低結合強度能夠達到500MP，使用壽命達到2～4年。

本發明通過以下技術方案實現：

一種激光發生器反射板，其特征在于：由基底、純鉻層、純鋁層和作為反射層的三氧化二鋁薄膜組成四層結構，所述基底為具有高導熱性的銅基體，通過沉積法依次在銅基體上表面形成純鉻層，在純鉻層上形成純鋁層，在純鋁層上沉積或生長作為反射層的三氧化二鋁薄膜。

作為改進，所述純鉻層厚度為5～100nm，純鋁層厚度為8～10μm，三氧化二鋁薄膜的厚度為1～5μm。

作為改進，所述三氧化二鋁薄膜表面均方根粗糙度范圍為10nm～100nm。

作為改進，所述銅基體為純銅基體或銅合金基體，所述三氧化二鋁薄膜為α晶型三氧化二鋁薄膜。

作為改進，銅基體要預先拋光，先機械拋光，之后再化學拋光，拋光后銅基體表面均方根粗糙度小于1nm。

作為改進，通過沉積法在銅基體上表面鍍鉻得到純鉻層，純鉻層表面粗糙度小于10nm。

作為改進，通過沉積法在純鉻層上表面鍍鋁得到純鋁層，純鋁層表面粗糙度小于30nm。

作為改進，鍍鉻采用的物理氣相沉積法為電阻真空蒸鍍、磁控濺射和多弧離子束濺射方法中的任意一種；鍍鋁采用的物理氣相沉積法為高頻感應加熱蒸發鍍、磁控濺射和多弧離子束濺射方法中的任意一種。

作為改進，采用反應蒸鍍法、陽極氧化法和陰極多弧離子鍍氧化法中任意一種方法將純鋁層氧化，制備三氧化二鋁薄膜。

作為改進，對純鋁層氧化后在氬氣保護氣氛中進行去應力退火。

本發明的有益效果為：