[發(fā)明專利]一種光學(xué)薄膜強化方法及激光強化裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811047931.1
• 申請日: 2018-09-07
• 公開（公告）號: CN108761580B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發(fā)明（設(shè)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(quán)）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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本公開提供一種光學(xué)薄膜強化方法及激光強化裝置，涉及激光技術(shù)領(lǐng)域。本公開提供的光學(xué)薄膜強化方法應(yīng)用于激光強化裝置，所述激光強化裝置預(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)溫度對應(yīng)的第一功率對待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描；掃描完成后，以第二預(yù)設(shè)溫度對應(yīng)的第二功率對掃描過后的光學(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。該光學(xué)薄膜強化方法及激光強化裝置對原子層沉積法制備的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描熱處理，實現(xiàn)了對薄膜的可靠強化。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光學(xué)薄膜強化方法及激光強化裝置。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)熱退火處理主要在高溫爐中緩慢加熱進(jìn)行，通過熱對流和傳導(dǎo)方式進(jìn)行加熱，升溫速度較慢，同時爐內(nèi)加熱還有可能在元件表面引入污染。激光熱處理是一種高效率、非接觸無污染的加熱處理方法，對光學(xué)薄膜通過激光熱處理、可以快速降低膜層內(nèi)部缺陷。

原子層沉積(Atomiclayerdeposition，ALD)是一種新型的薄膜制備方法，基于自限制化學(xué)吸附反應(yīng)的ALD方法鍍膜可以實現(xiàn)控制光學(xué)薄膜沉積厚度原子級可控，沉積薄膜的均一性好并且能夠基本維持基板的粗糙度和表面形狀，在曲面光學(xué)元件鍍膜、半導(dǎo)體絕緣層高深寬比保形沉積方面具有重要的應(yīng)用價值。利用ALD方法沉積的薄膜存在膜層內(nèi)部缺陷，在強激光作用條件下，可能會面臨激光誘導(dǎo)損傷問題，因此通過ALD方法沉積的薄膜元件難以滿足強激光元件應(yīng)用需求。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本公開提供一種光學(xué)薄膜強化方法及激光強化裝置。

本公開提供的一種光學(xué)薄膜強化方法，應(yīng)用于激光強化裝置，所述激光強化裝置預(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)溫度對應(yīng)的第一功率對待處理的光學(xué)薄膜進(jìn)行激光掃描。

掃描完成后，以第二預(yù)設(shè)溫度對應(yīng)的第二功率對掃描過后的光學(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。

進(jìn)一步的，激光功率與光學(xué)薄膜參考樣品表面溫度的對應(yīng)關(guān)系通過以下步驟獲得：

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應(yīng)關(guān)系。

進(jìn)一步的，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)。

進(jìn)一步的，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應(yīng)關(guān)系，獲得500K￣2000K內(nèi)不同溫度對應(yīng)的激光功率。

進(jìn)一步的，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。

測得在對應(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應(yīng)關(guān)系。

進(jìn)一步的，測得在對應(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：

測得所述激光脈沖的下降沿信號。

根據(jù)所述下降沿信號測得所述激光脈沖作用點結(jié)束時刻的輻射光譜。