[發明專利]一種提高光學薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置

有效

• 申請號: 201910363334.8
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN109972095B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 彭欽軍;申玉;楊峰;袁磊;薄勇
• 申請（專利權）人: 中國科學院理化技術研究所
• 主分類號: C23C14/30
• 分類號: C23C14/30;C23C14/54;C23C14/56
• 代理公司: 北京中政聯科專利代理事務所(普通合伙) 11489
• 代理人: 陳超

一種提高光學薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，包括主控臺、真空腔、膜料盤、膜料、膜料激發源、輔助源、工件盤、薄膜厚度控制系統、控溫系統、膜厚均勻性修正系統、真空腔觀察窗、光學基片，還包括實時激光攔截裝置。本發明實施例提供的提高光學薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置，在現有技術基礎上增加實時激光攔截裝置，能夠在鍍膜過程中實時攔截并清理雜質顆粒。與現有技術相比，本發明實施例提供的裝置可以實時攔截、清理雜質，實現邊鍍邊提純，同時增強化合反應達到理想化學計量比，提高光學薄膜的損傷閾值。

技術領域

本發明涉及光學元器件鍍膜技術領域，尤其涉及一種提高光學薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置。

背景技術

高能激光憑借大能量的特點，在科研、國防、工業加工等領域具有重要應用。光學薄膜制備是限制高能激光能量/功率、光束質量等激光性能提升的關鍵技術之一，其原因在于：為降低光學器件表面菲涅爾損耗，提高光學器件透光性能，或為滿足光束偏轉、分光、偏振等要求，需在光學器件通光面鍍制光學薄膜，光學薄膜需要承載高能量密度/功率密度高能激光的沖擊，鍍膜材料或者鍍膜過程中的雜質粒子沉積在光學薄膜中，將吸收高能激光從而導致光學薄膜局部損傷，甚至導致整個光學薄膜的熔融、脫落等。因此，激光對光學薄膜元件的損傷是影響激光薄膜元件使用壽命的主因，也是限制激光向高功率、高能量方向發展的“瓶頸”。

現有提高光學薄膜損傷閾值薄膜的技術途徑主要分為兩類：鍍膜前的雜質缺陷控制技術，薄膜后處理技術。其中

鍍膜前的雜質缺陷控制技術，主要是在鍍膜前對光學器件通光面進行處理，具體措施包括基片超光滑拋光、基片超聲波清洗、離子束清洗技術、膜料激發方式/輔助激發等。鍍膜前的雜質缺陷控制技術可以有效減少膜料沉積前光學器件通光面的表面污染，但無法解決沉積過程中形成的雜質缺陷問題。

薄膜后處理技術是鍍膜完成以后，采用離子束照射或者退火處理對薄膜(含基底)進行進一步氧化處理，或者采用低于目標損傷閾值的激光照射對薄膜中表面或一定深度的雜質缺陷進行預破壞處理。薄膜后處理技術可以對沉積后的光學薄膜進行修復完善，但無法排除或者降低沉積過程中引入的雜質缺陷。

鍍膜處理過程中涉及激光處理技術時，激光在處理過程中不能破壞團簇的范數穩定性，若破壞，可以通過離子束輔助予以消除。

因此，現有提高光學薄膜損傷閾值薄膜的技術途徑存在以下問題：

由于靶材材料純度以及制作工藝限制，光學鍍膜的靶材中不可避免的存在雜質粒子；另外，鍍膜設備腔體內部環境復雜性，薄膜沉積過程中，不可避免的引入雜質；上述雜質附著在光學薄膜中成為光學薄膜的組成部分，當高能激光通過鍍有光學薄膜的光學器件時，雜質顆粒對于所承載的激光產生吸收，局部產熱導致光學薄膜損傷；現有提高光學薄膜損傷閾值薄膜的技術途徑無法消除上述過程產生的雜質顆粒導致的薄膜損傷。

發明內容

(一)本發明的目的

本發明的目的是為了提供一種提高光學薄膜損傷閾值的大面激光薄膜制備裝置。

(二)技術方案