[發明專利]一種減反射、抗激光損傷玻璃及其制備方法

在審

• 申請號: 201910069841.0
• 申請日: 2019-01-24
• 公開（公告）號: CN109851231A
• 公開（公告）日: 2019-06-07
• 發明（設計）人: 簡明德;練國富;簡慈萱;邱松茂
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: C03C17/34
• 分類號: C03C17/34
• 代理公司: 福州君誠知識產權代理有限公司 35211
• 代理人: 戴雨君

本發明公開了一種減反射、抗激光損傷玻璃及其制備方法，玻璃包括基板，基板的表面上設有復合膜層，復合膜層由內之外依序包括內層、中間層和外層，所述內層為SiO₂層，中間層為SiO₂+ZrO₂層，外層為ZrO₂層。本發明能夠有效提高玻璃的減反射和抗激光損傷能力。

技術領域

本發明涉及玻璃領域，尤其涉及一種減反射、抗激光損傷玻璃及其制備方法。

背景技術

薄膜損傷制約著激光系統向高壽命、高功率方向發展；薄膜的損傷主要是由于吸收引起的應力增加和溫度升高所致，由于光學薄膜材料在制備過程中可能包含各種雜質，缺陷，這些雜質，缺陷都有相當大的吸收系數，當雜質、缺陷吸收激光照射能量后，溫度驟然升高，使雜質顆粒熔化或氣化，在雜質周圍光學材料中產生很大的局部熱應力，當該應力超過光學材料的抗張強度時，即在光學薄膜中產生裂紋破壞，而且雜質汽化產生的蒸汽壓力可以增加破壞的程度。光學薄膜作為激光系統中最容易被損傷的薄弱環節，一直以來制約著激光系統向高壽命、高功率方向發展。在強激光作用下，光學組件可能在短時間內發生破壞。長期以來，激光對光學薄膜組件的破壞一直是限制激光向高功率、高能量方向發展的“瓶頸”，也是影響高功率激光薄膜組件使用壽命的主要原因。因而如何進一步提高光學薄膜的抗激光損傷能力是擺在薄膜工作者面前亟待解決的問題。結合前述的激光損傷機制，作為強激光領域的光學薄膜材料，必須考慮：對入射光的透明度、散射率、機械牢固度、化學穩定性以及抗激光損傷能力等綜合性質。如何進一步提高光學組件的抗激光損傷能力，引起了人們的廣泛關注和深入研究。同時，高功率激光裝置使用光學涂層的制備對涂層性能的要求更加苛刻，復雜的膜系設計要求薄膜在具有良好光學性能和抗激光損傷性能的同時，還要很好解決膜層之間的應力匹配問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種膜層結合強度大、減反射、抗激光損傷玻璃及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種減反射、抗激光損傷玻璃，包括基板，基板的表面上設有復合膜層，復合膜層由內之外依序包括內層、中間層和外層，所述內層為SiO₂層，中間層為SiO₂+ZrO₂層，外層為ZrO₂層。

所述SiO₂層的厚度為30-50nm。

所述SiO₂+ZrO₂層的厚度為20-30nm。

所述ZrO₂層的厚度為50-80nm。

所述基板的厚度為3-7mm。

本發明減反射、抗激光損傷玻璃的制備方法包括以下步驟：

1)對基板進行表面處理；

2)制備內層：將基板送入鍍膜室，采用射頻磁控濺射方法形成SiO₂層，基板的溫度為25-60℃，負偏壓50-150V，工作氣壓0.2-1Pa，基板轉速2-8rpm，硅靶電流2-4A，O₂流量2-6sccm，氬氣流量為5-25sccm，濺射時間為10-30min，射頻功率為100-200W，硅靶與基板間距離為30-60mm；

3)制備中間層第一層：繼續射頻磁控濺射形成SiO₂+ZrO₂層，其中SiO₂與ZrO₂的質量比為：50wt％：50wt％；基板的溫度為25-60℃，負偏壓50-150V，工作氣壓0.2-1Pa，基板轉速2-8rpm，硅靶電流2-4A，鋯靶電流2-4A，O₂流量2-6sccm，氬氣流量為5-25sccm，濺射時間為10-30min，射頻功率為100-200W，硅靶、鋯靶與基板間距離均為30-60mm；