[發(fā)明專利]一種高激光損傷閾值金剛石鏡片及其制備方法有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210170247.2 | 申請(qǐng)日： | 2022-02-24 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN114236658B | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-06-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 郭可升;胡強(qiáng);衛(wèi)紅;胡瑯;肖永能;侯少毅;楊振懷;劉喬 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 季華實(shí)驗(yàn)室 |
| 主分類號(hào)： | G02B5/08 | 分類號(hào)： | G02B5/08;G03F1/80;G03F1/78;G03F7/30;C23C14/18;C23C14/35;C23C14/58;C23C16/27;C23C28/00 |
| 代理公司： | 佛山市海融科創(chuàng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44377 | 代理人： | 陳志超 |
| 地址： | 528200 廣東省*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 激光 損傷 閾值 金剛石 鏡片 及其 制備 方法 | ||
本申請(qǐng)涉及激光光學(xué)領(lǐng)域，公開(kāi)了一種高激光損傷閾值金剛石鏡片及其制備方法，高激光損傷閾值金剛石鏡片的制備方法包括以下步驟：在單晶金剛石襯底上沉積一層單晶金剛石薄膜；利用有限元方法設(shè)計(jì)微柱狀結(jié)構(gòu)陣列；在所述單晶金剛石薄膜上鍍制一層金屬膜；將所述微柱狀結(jié)構(gòu)陣列的頂面輪廓圖案光刻到所述金屬膜上，顯影；對(duì)所述金屬膜表面進(jìn)行垂直刻蝕；對(duì)所述單晶金剛石襯底進(jìn)行傾斜旋轉(zhuǎn)刻蝕；去除所述微柱狀結(jié)構(gòu)上的金屬膜。采用本申請(qǐng)制備方法制備得到的高激光損傷閾值金剛石鏡片為全金剛石鏡片，具有較高的激光損傷閾值，且制備方法簡(jiǎn)單。
技術(shù)領(lǐng)域
本申請(qǐng)涉及激光光學(xué)領(lǐng)域，主要涉及一種高激光損傷閾值金剛石鏡片及其制備方法。
背景技術(shù)
高功率、高能量的激光系統(tǒng)已經(jīng)在材料加工等領(lǐng)域有了廣泛的工業(yè)應(yīng)用，如高精度和高速制造、半導(dǎo)體制造和國(guó)防領(lǐng)域，并隨著更高的光功率密度應(yīng)用的發(fā)展，對(duì)光學(xué)組件的性能要求越來(lái)越高。常用的高激光損傷閾值光學(xué)元件通常使用的材料要求具有高光學(xué)帶隙、高熱力穩(wěn)定性，如熔石英、二氧化硅（SiO2）、二氧化鉿（HfO2）和氧化鋁（Al2O3）等。
激光反射鏡通常是由多層介質(zhì)膜及石英或玻璃基底組成，基底的激光損傷閾值通常是較高的，但由于介質(zhì)膜的激光損傷閾值較低，因此在基底上鍍制多層介質(zhì)膜后，整體的激光損傷閾值相對(duì)基底本身會(huì)大幅度下降。而且，由于峰值電場(chǎng)分布主要在介質(zhì)膜靠近空氣界面附近，介質(zhì)膜區(qū)域需要承受的激光電場(chǎng)強(qiáng)度最大，最容易發(fā)生損傷。目前已開(kāi)始研制純的石英、玻璃或藍(lán)寶石等的激光反射鏡，但由于這些材料本身的激光損傷閾值較低，同時(shí)在加工過(guò)程中也會(huì)存在缺陷的引入導(dǎo)致此類激光反射鏡的激光損傷閾值較低。
綜上，現(xiàn)有的激光反射鏡的抗激光損傷閾值不高，所能承載的激光功率密度和能量密度較低，激光反射鏡的激光損傷閾值還有待提升。
發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本申請(qǐng)的目的在于提供一種高激光損傷閾值金剛石鏡片及其制備方法，旨在解決現(xiàn)有激光反射鏡的抗激光損傷閾值有待提升的問(wèn)題。
本申請(qǐng)的技術(shù)方案如下：
一種高激光損傷閾值金剛石鏡片的制備方法，其中，包括以下步驟：
在單晶金剛石襯底上沉積一層單晶金剛石薄膜；
利用有限元方法設(shè)計(jì)微柱狀結(jié)構(gòu)陣列，所述微柱狀結(jié)構(gòu)陣列使所述高激光損傷閾值金剛石鏡片滿足所需光學(xué)效果；
在所述單晶金剛石薄膜上鍍制一層金屬膜；
在所述金屬膜表面旋涂電子束抗蝕劑，將所述微柱狀結(jié)構(gòu)陣列的頂面輪廓圖案光刻到所述金屬膜上，利用顯影液進(jìn)行顯影；
對(duì)所述金屬膜表面進(jìn)行垂直刻蝕，在所述單晶金剛石襯底上形成多個(gè)間隔設(shè)置的圓柱狀的微結(jié)構(gòu)，然后去除所述電子束抗蝕劑；
對(duì)所述單晶金剛石襯底進(jìn)行傾斜旋轉(zhuǎn)刻蝕，將所述圓柱狀的微結(jié)構(gòu)刻蝕為上下兩端大中部小的所述微柱狀結(jié)構(gòu)；
去除所述微柱狀結(jié)構(gòu)上的金屬膜。
所述的高激光損傷閾值金剛石鏡片的制備方法，其中，所述微柱狀結(jié)構(gòu)陣列包括多個(gè)微柱狀結(jié)構(gòu)，所述微柱狀結(jié)構(gòu)由兩個(gè)圓錐狀結(jié)構(gòu)組合而成，呈上下兩端大中部小的形狀，兩個(gè)所述圓錐狀結(jié)構(gòu)的軸垂直于所述單晶金剛石襯底，兩個(gè)所述圓錐狀結(jié)構(gòu)的頂點(diǎn)端相對(duì)且交匯，兩個(gè)所述圓錐狀結(jié)構(gòu)的圓形底面與所述單晶金剛石襯底平行；
所述微柱狀結(jié)構(gòu)的最大端面的直徑與相鄰兩個(gè)所述微柱狀結(jié)構(gòu)之間的間距距離的比例范圍在1：4~1：1.8之間。
所述的高激光損傷閾值金剛石鏡片的制備方法，其中，所述在單晶金剛石襯底上沉積一層單晶金剛石薄膜的過(guò)程，包括以下步驟：
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