[發明專利]一種光學薄膜強化方法及激光強化裝置

有效

• 申請號: 201811047931.1
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108761580B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 許喬;李亞國;耿鋒;歐陽升;王度;袁志剛;劉志超;金會良;王健;張清華
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號: G02B1/10
• 分類號: G02B1/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

1.一種光學薄膜強化方法，其特征在于，應用于激光強化裝置，所述激光強化裝置預存有激光功率與光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系，所述光學薄膜是由原子層沉積法制備所得；所述方法包括：

以第一預設溫度對應的第一功率對待處理的光學薄膜進行激光掃描；

掃描完成后，以第二預設溫度對應的第二功率對掃描過后的光學薄膜進行二次激光掃描；

其中，所述第一預設溫度高于所述第二預設溫度；

激光功率與光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系通過以下步驟獲得：

輸出激光光束，調節所述激光光束的占空比、脈沖寬度和輸出功率；

調節所述激光光束的光斑尺寸；

對調節后的激光光束進行聚焦；

將聚焦后的激光光束以不同功率對所述光學薄膜參考樣品進行掃描，獲得所述激光功率與所述光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系。

2.根據權利要求1所述的光學薄膜強化方法，其特征在于，所述激光光束的脈沖寬度為10－500μs可調，所述激光光束的輸出功率0－50W可調。

3.根據權利要求1所述的光學薄膜強化方法，其特征在于，根據所述激光功率與所述光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系，獲得500K～2000K內不同溫度對應的激光功率。

4.根據權利要求3所述的光學薄膜強化方法，其特征在于，獲得所述激光功率與所述光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系的步驟包括：

調節所述激光光束的激光脈沖至單發模式；

調節所述激光光束的輸出功率；

測得在對應的輸出功率下所述激光光束作用于所述光學薄膜參考樣品表面的溫度，從而得到所述激光功率與所述光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系。

5.根據權利要求4所述的光學薄膜強化方法，其特征在于，測得在對應的輸出功率下所述激光光束作用于所述光學薄膜參考樣品表面的溫度的步驟包括：

測得所述激光脈沖的下降沿信號；

根據所述下降沿信號測得所述激光脈沖作用點結束時刻的輻射光譜；

根據所述輻射光譜擬合獲得所述激光光束作用于所述光學薄膜參考樣品表面的溫度。

6.一種激光強化裝置，其特征在于，所述激光強化裝置用于對待處理的光學薄膜進行強化，所述待處理的光學薄膜通過原子沉積法制備；

所述激光強化裝置預存有激光功率與光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系；

所述激光強化裝置包括激光器，所述激光器用于輸出激光光束并對待處理的光學薄膜以第一預設溫度對應的第一功率進行激光掃描，且以第二預設溫度對應的第二功率對掃描過后的光學薄膜進行二次激光掃描；

其中，所述第一預設溫度高于所述第二預設溫度；

所述裝置還包括聲光調制器、光束整形部件、掃描振鏡和透鏡；

所述聲光調制器用于調節所述激光光束的占空比、脈沖寬度和輸出功率；

所述光束整形部件用于調節所述激光光束的光斑尺寸；

所述透鏡和所述掃描振鏡用于對調節后的激光光束進行聚焦，并通過聚焦后的激光光束對所述待處理的光學薄膜進行激光掃描，以獲得所述激光功率與所述光學薄膜參考樣品表面溫度的對應關系。

7.根據權利要求6所述的激光強化裝置，其特征在于，所述裝置還包括光譜儀、增強電荷耦合器件和光電探測器；所述光電探測器與所述增強電荷耦合器件連接，所述光譜儀與所述增強電荷耦合器件連接；

所述光電探測器用于測得所述激光光束的激光脈沖的下降沿信號，并將信號傳遞至所述增強電荷耦合器件；

所述增強電荷耦合器件用于觸發所述光譜儀，以使所述光譜儀測得所述激光脈沖作用點結束時刻的輻射光譜；

所述光譜儀用于根據所述輻射光譜擬合獲得所述激光光束作用于所述光學薄膜參考樣品表面的溫度。

8.根據權利要求6所述的激光強化裝置，其特征在于，所述激光強化裝置還包括工作臺；所述工作臺用于盛放待處理的光學薄膜，所述激光器用于對盛放于所述工作臺的所述待處理的光學薄膜進行激光掃描。