[發(fā)明專利]一種熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜層清洗方法

有效

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• 申請日: 2020-12-25
• 公開（公告）號: CN112759280B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發(fā)明（設計）人: 宋辭;石峰;鐘曜宇;田野;張坤;鐵貴鵬;薛帥;林之凡
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: C03C23/00
• 分類號: C03C23/00;G01B11/06;G01B21/30;G01N21/31;G01N21/59;G01N21/65;G01Q60/24
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務所(普通合伙) 43008
• 代理人: 譚武藝

本發(fā)明涉及強激光光學元件加工技術，公開了一種熔石英光學元件表面Sol?gel減反射膜層清洗方法，實施步驟包括：測量待清洗樣品表面Sol?gel減反射膜的膜層厚度h；使用玻璃夾具對待清洗樣品進行裝夾；將待清洗元件連同玻璃夾具裝入離子束機床工作腔內(nèi)；將離子束機床工作腔抽真空，然后通入惰性氣體；對待清洗樣品進行一次惰性氣體離子束干法清洗工藝去除待清洗樣品表面膜層厚度h的Sol?gel減反射膜層。本發(fā)明工藝流程簡單、可操作性強、能保證清除熔石英表面Sol?gel減反射膜層，并確保在清洗的過程中改善表面質(zhì)量，不產(chǎn)生含放射性污染的含氚廢液。

技術領域

本發(fā)明涉及強激光光學元件加工技術，具體涉及一種熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜層清洗方法，用于去除熔石英表面Sol-gel凝膠減反射膜層。

背景技術

熔石英是高功率激光裝置中應用最普遍的光學材料。在光學系統(tǒng)中，熔石英材料被廣泛應用于制備透鏡、窗口和屏蔽片等光學元件，并鍍Sol-gel減反射膜增強光學性能。但是熔石英元件常處于高通量強激光輻射下，元件表面及材料內(nèi)部會發(fā)生一系列不可逆的、災難性的激光誘導損傷，當元件損傷點面積總和超過一定比例后，元件將視為徹底損壞而下架。

下架后的熔石英光學元件進入返修階段首先就要去除表面Sol-gel減反射膜層，目前去除熔石英元件表面Sol-gel減反射膜層的方法主要以化學濕刻蝕這類膜層清洗方式為主。由于長期運用于高功率激光裝置，下架后熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜內(nèi)含大量氚等放射性污染，一片下架的窗口元件在一個化學濕法刻蝕去除放射性膜層過程中會產(chǎn)生將近500L含氚廢液。這些含氚廢液環(huán)境危害大，處理成本高，難度大。因此，急需要引入新型的不產(chǎn)生含氚廢液的Sol-gel凝膠減反射膜層清洗工藝來解決這些技術問題。

惰性氣體離子束干法清洗是利用一定能量的惰性氣體離子束流轟擊樣品表面，通過與樣品表面的原子或分子發(fā)生碰撞進行能量交換，當原子或分子獲得的能量足以脫離表面時就實現(xiàn)了元件表面材料的原子量級去除。惰性氣體離子束干法清洗是一種可控的，高穩(wěn)定性的，干法清洗工藝，去除待清洗元件表面反射性污染物的同時，不會產(chǎn)生難處理的含氚廢液。這種方法不僅可以保持光學元件表面面形精度，改善表面粗糙度，還不會在清洗過程中破壞基體材料，是一種無損清洗方式，有望成為下架后熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜清洗的新方法。目前，惰性氣體離子束干法清洗技術用于下架后熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜清洗尚未見相關報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術問題：針對現(xiàn)有技術的上述問題，提供一種熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜層清洗方法，本發(fā)明為能滿足下架后熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜清洗的干法刻蝕工藝，能去除表面減反射膜的同時不惡化元件表面粗糙度，保持熔石英表面面形精度，具有工藝流程簡單、可操作性強的優(yōu)點。

為了解決上述技術問題，本發(fā)明采用的技術方案為：

一種熔石英光學元件表面Sol-gel減反射膜層清洗方法，實施步驟包括：

1)測量待清洗樣品表面Sol-gel減反射膜層的膜層厚度h；

2)使用玻璃夾具對待清洗樣品進行裝夾；

3)將待清洗元件連同玻璃夾具裝入離子束機床工作腔內(nèi)；

4)將離子束機床工作腔抽真空，然后通入惰性氣體；

5)對待清洗樣品進行一次惰性氣體離子束干法清洗工藝，去除待清洗樣品表面膜層厚度h的Sol-gel減反射膜層。

優(yōu)選地，步驟1)的詳細步驟包括：

1.1)采用分光光度計對待清洗樣品表面透射率進行測量得到透射率光譜；

1.2)根據(jù)透射率光譜確定最高透射率所在的波長λ_max；