[發(fā)明專利]一種光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法及激光強(qiáng)化裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811047931.1
• 申請(qǐng)日: 2018-09-07
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108761580B
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 許喬;李亞國(guó);耿鋒;歐陽(yáng)升;王度;袁志剛;劉志超;金會(huì)良;王健;張清華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): G02B1/10
• 分類號(hào): G02B1/10
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開(kāi)磊

1.一種光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法，其特征在于，應(yīng)用于激光強(qiáng)化裝置，所述激光強(qiáng)化裝置預(yù)存有激光功率與光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所述光學(xué)薄膜是由原子層沉積法制備所得；所述方法包括：

以第一預(yù)設(shè)溫度對(duì)應(yīng)的第一功率對(duì)待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描；

掃描完成后，以第二預(yù)設(shè)溫度對(duì)應(yīng)的第二功率對(duì)掃描過(guò)后的光學(xué)薄膜進(jìn)行二次激光掃描；

其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度高于所述第二預(yù)設(shè)溫度；

激光功率與光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系通過(guò)以下步驟獲得：

輸出激光光束，調(diào)節(jié)所述激光光束的占空比、脈沖寬度和輸出功率；

調(diào)節(jié)所述激光光束的光斑尺寸；

對(duì)調(diào)節(jié)后的激光光束進(jìn)行聚焦；

將聚焦后的激光光束以不同功率對(duì)所述光學(xué)薄膜參考樣品進(jìn)行掃描，獲得所述激光功率與所述光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法，其特征在于，所述激光光束的脈沖寬度為10－500μs可調(diào)，所述激光光束的輸出功率0－50W可調(diào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法，其特征在于，根據(jù)所述激光功率與所述光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系，獲得500K～2000K內(nèi)不同溫度對(duì)應(yīng)的激光功率。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法，其特征在于，獲得所述激光功率與所述光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系的步驟包括：

調(diào)節(jié)所述激光光束的激光脈沖至單發(fā)模式；

調(diào)節(jié)所述激光光束的輸出功率；

測(cè)得在對(duì)應(yīng)的輸出功率下所述激光光束作用于所述光學(xué)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(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的光學(xué)薄膜強(qiáng)化方法，其特征在于，測(cè)得在對(duì)應(yīng)的輸出功率下所述激光光束作用于所述光學(xué)薄膜參考樣品表面的溫度的步驟包括：

測(cè)得所述激光脈沖的下降沿信號(hào)；

根據(jù)所述下降沿信號(hào)測(cè)得所述激光脈沖作用點(diǎn)結(jié)束時(shí)刻的輻射光譜；

根據(jù)所述輻射光譜擬合獲得所述激光光束作用于所述光學(xué)薄膜參考樣品表面的溫度。

6.一種激光強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述激光強(qiáng)化裝置用于對(duì)待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行強(qiáng)化，所述待處理的光學(xué)薄膜通過(guò)原子沉積法制備；

所述激光強(qiáng)化裝置預(yù)存有激光功率與光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

所述激光強(qiáng)化裝置包括激光器，所述激光器用于輸出激光光束并對(duì)待處理的光學(xué)薄膜以第一預(yù)設(shè)溫度對(duì)應(yīng)的第一功率進(jìn)行激光掃描，且以第二預(yù)設(shè)溫度對(duì)應(yīng)的第二功率對(duì)掃描過(guò)后的光學(xué)薄膜進(jìn)行二次激光掃描；

其中，所述第一預(yù)設(shè)溫度高于所述第二預(yù)設(shè)溫度；

所述裝置還包括聲光調(diào)制器、光束整形部件、掃描振鏡和透鏡；

所述聲光調(diào)制器用于調(diào)節(jié)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(diào)節(jié)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(duì)調(diào)節(jié)后的激光光束進(jìn)行聚焦，并通過(guò)聚焦后的激光光束對(duì)所述待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描，以獲得所述激光功率與所述光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對(duì)應(yīng)關(guān)系。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述裝置還包括光譜儀、增強(qiáng)電荷耦合器件和光電探測(cè)器；所述光電探測(cè)器與所述增強(qiáng)電荷耦合器件連接，所述光譜儀與所述增強(qiáng)電荷耦合器件連接；

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

所述增強(qiáng)電荷耦合器件用于觸發(fā)所述光譜儀，以使所述光譜儀測(cè)得所述激光脈沖作用點(diǎn)結(jié)束時(shí)刻的輻射光譜；

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

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的激光強(qiáng)化裝置，其特征在于，所述激光強(qiáng)化裝置還包括工作臺(tái)；所述工作臺(tái)用于盛放待處理的光學(xué)薄膜，所述激光器用于對(duì)盛放于所述工作臺(tái)的所述待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描。