[發(fā)明專利]一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910363334.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109972095B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 彭欽軍;申玉;楊峰;袁磊;薄勇
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: C23C14/30
• 分類號: C23C14/30;C23C14/54;C23C14/56
• 代理公司: 北京中政聯(lián)科專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

1.一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，包括主控臺（1）、真空腔（2）、膜料盤（3）、膜料（4）、膜料激發(fā)源（5）、輔助源（6）、工件盤（7）、薄膜厚度控制系統(tǒng)（8）、控溫系統(tǒng)（9）、膜厚均勻性修正系統(tǒng)（10）、光學(xué)基片（11）；其特征在于，還包括實(shí)時(shí)激光攔截裝置；

主控臺（1），置于真空腔（2）外，用于設(shè)置并實(shí)時(shí)顯示鍍膜時(shí)工藝參數(shù)；

真空腔（2），用于提供光學(xué)鍍膜所需的真空環(huán)境；

膜料盤（3），置于真空腔內(nèi)，用于放置膜料；

膜料（4），提供形成光學(xué)薄膜所需材料；

膜料激發(fā)源（5），置于真空腔（2）內(nèi)，用于產(chǎn)生高能粒子（5-1）激發(fā)膜料盤（3）中的膜料（4）；

輔助源（6），置于真空腔（2）內(nèi)，發(fā)射高速離子以增加所述激發(fā)后的膜料在目標(biāo)方向的動能，并使其充分氧化；

工件盤（7），置于真空腔（2）內(nèi)，用于固定待鍍膜的光學(xué)基片（11）；

薄膜厚度控制系統(tǒng)（8），用于控制鍍膜過程中膜層厚度；

控溫系統(tǒng)，置于真空腔（2）內(nèi)，用于提供薄膜生長所需溫度環(huán)境；

實(shí)時(shí)激光攔截裝置，用于發(fā)射高能激光面陣，高能激光面陣能夠?qū)崟r(shí)清除真空腔中的雜質(zhì)顆粒和/或激發(fā)后的膜料中的雜質(zhì)顆粒，實(shí)現(xiàn)提純作用，以及增加激發(fā)后的膜料的原子活性，從而提高成膜化學(xué)計(jì)量比；

所述實(shí)時(shí)激光攔截裝置包括：激光攔截裝置控制臺（12-1）、激光器固定裝置（12-2）以及依次光學(xué)共軸設(shè)置的激光器（12-3）、激光面陣發(fā)生器（12-4）和激光能量勻化收集腔（12-5）；

所述激光攔截裝置控制臺（12-1），用于設(shè)置所述激光器（12-3）工作參數(shù)并控制所述激光器（12-3）的工作狀態(tài)；

所述激光面陣發(fā)生器（12-4），將從所述激光器（12-3）發(fā)射的高能激光束形成呈空間分布的激光面陣（12-7）；

所述激光能量勻化收集腔（12-5），收集剩余激光；或?qū)⑹Ｓ嗉す馀c射入到所述激光能量勻化收集腔（12-5）表面的激光呈一定角度反回，進(jìn)而對激發(fā)的膜料繼續(xù)攔截，從而清除激發(fā)膜料以及真空腔中的雜質(zhì)顆粒；

所述激光面陣的傳輸方向與所述激發(fā)后的膜料的傳輸方向成一定夾角，使得激光面陣在沿被激發(fā)膜料和光學(xué)基片之間的方向傳輸形成激光攔截面, 以實(shí)時(shí)攔截激發(fā)后的膜料以及真空腔中的雜質(zhì)顆粒，實(shí)現(xiàn)提純；

或者，所述激光面陣（12-7）直接照射光學(xué)基片的靶面以實(shí)時(shí)攔截激發(fā)后的膜料以及真空腔中的雜質(zhì)顆粒，實(shí)現(xiàn)提純。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述激光器（12-3）數(shù)量為N臺，所述激光攔截裝置控制臺（12-1）還包括脈沖信號驅(qū)動器；

所述脈沖信號驅(qū)動器輸出N路驅(qū)動信號，N路驅(qū)動信號一一對應(yīng)控制N臺激光器的工作狀態(tài)，N路驅(qū)動信號依次信號延遲，使得N臺激光器發(fā)射的激光形成時(shí)間分布攔截陣列；其中，所述N為正整數(shù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述激光面陣發(fā)生器（12-4）形成的激光面陣（12-7）的功率密度高于光學(xué)薄膜目標(biāo)損傷閾值。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述控溫系統(tǒng)（9）通過照射所述光學(xué)基片（11），控制光學(xué)基片（11）的溫度，提供薄膜生長所需溫度環(huán)境；

或者，所述控溫系統(tǒng)（9）控制整個(gè)真空腔（2）的溫度，提供薄膜生長所需溫度環(huán)境。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述激光器的工作參數(shù)由該領(lǐng)域?qū)I(yè)人員依據(jù)目標(biāo)光學(xué)薄膜確定，所述工作參數(shù)包括波長、重復(fù)頻率和脈沖寬度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述實(shí)時(shí)激光攔截裝置置于真空腔（2）內(nèi)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種提高光學(xué)薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，其特征在于，所述實(shí)時(shí)激光攔截裝置置于真空腔（2）外；

所述真空腔（2）還設(shè)置有激光窗口（13），所述激光攔截裝置發(fā)射的高能激光透過所述激光窗口（13）進(jìn)入或穿過所述真空腔（2）。