[发明专利]一种超低损耗反射镜镀膜基板节瘤缺陷预处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光陀螺技术领域，具体涉及一种超低损耗反射镜镀膜基板节瘤缺陷预处理方法。

背景技术

超低损耗激光薄膜元件是激光陀螺核心技术之一。低损耗薄膜制备的基本要求是需要超光滑表面基板，基板表面在光学抛光后，残留的固体颗粒污染(灰尘，研磨、抛光粉)和可溶性污染(指印、水印、人体污染)等，均是低损耗薄膜制备的节瘤种子源。当超光滑光学基片表面有亚微米级粒子时，将导致薄膜生长过程中产生节瘤缺陷。当节瘤缺陷的尺寸与光波波长相当或更小时，由于其小尺寸效应及表面效应，尤其是节瘤缺陷下的激光光斑效应，节瘤缺陷的几何形状对散射和吸收的偏振效应和角分布会造成影响，同时产生吸收峰的等离子共振频移。因此，基板表面节瘤种子源的控制是实现超低损耗激光薄膜散射损耗控制的关键。

人们在基板表面清洗处理技术方面开展了大量研究工作，主要利用物理或化学的方法使吸附在表面的污物解吸而离开物体表面，以达到去除表面节瘤种子源的目的。自上个世纪90年代以来，超光滑基板表面高洁净清洗技术已经引起国内外的重视。根据清洗所使用的介质特征和清洗技术出现的先后顺序分析，其发展趋势依次是由固态、液态、气态向等离子体方向发展。根据清洗介质的物理状态,人们将清洗技术分为湿法清洗和干法清洗两大类：湿法清洗是当前应用最广泛的技术，主要用有人工擦洗、超声波清洗、兆声波清洗及离心喷雾清洗等；干法清洗技术是近十几年发展起来的技术，主要有超临界流体清洗、低温气胶清洗、激光清洗和等离子体清洗等。在上述清洗技术中，干法清洗能够去除基片表面的纳米量级的节瘤种子源，但是仍存在节瘤种子源的去除概率问题，如目前报道的低温气溶胶清洗技术最好的节瘤种子源去除概率为：大于90nm颗粒去除率可达97.8﹪，大于65nm的颗粒去除率为92.6％，干法清洗技术并不成熟，实用价值较低；湿法清洗在过程中需要使用化学试剂(如汽油、丙酮、乙醚、氨水等)，依靠对基板光学表面节瘤种子源的溶解、化学反应或机械力作用来实现对表面杂质的有效去除，其主要问题是由于加入化学试剂，容易产生对基板表面的二次污染，更为重要的是对于亚微米尺度的节瘤缺陷种子源清洗效果不佳。

综上所述，在超低损耗激光薄膜制备技术中，节瘤缺陷是影响到超低损耗激光薄膜的散射与吸收的均匀性，继而影响到激光陀螺的闭锁阈值的大小，有效降低节瘤缺陷密度，有助于提高超低损耗激光薄膜的制备水平和提高技术指标，为高精度激光陀螺提供优质的超低损耗反射镜，促进高精度激光陀螺技术的发展。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：如何提供一种超低损耗反射镜镀膜基板节瘤缺陷预处理方法。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供一种超低损耗反射镜镀膜基板节瘤缺陷预处理方法，其包括如下步骤：

步骤S1：配置稀盐酸溶液，将镀膜基片放置于稀盐酸溶液中加热至沸腾，清洗一定时间后，用不低于90℃的去离子水超声清洗镀膜基板；

步骤S2：配置过氧化铵溶液，将镀膜基片放置于过氧化铵溶液中加热至沸腾，清洗一定时间后，用不低于90℃的去离子水超声清洗镀膜基板；

步骤S3：配置过氧化氢溶液，将镀膜基片放置于过氧化氢溶液中加热至沸腾，清洗一定时间后，用不低于90℃的去离子水超声清洗镀膜基板；

步骤S4：用不低于90℃的去离子水刷洗基片表面，高速离心干燥基片；

步骤S5：将镀膜基板成盘放置在离子束溅射镀膜机内，用离子束对基板表面进行处理；

步骤S6：用不低于90℃的去离子水刷洗基片表面，高速离心干燥基片，完成整个镀膜基板的清洗。

(三)有益效果

本发明提供一种超低损耗反射镜镀膜基板节瘤缺陷的预处理方法，其通过酸、碱溶液化学清洗、超声波物理清洗与高能宽束离子束清洗相结合，能够有效去除0.5μm以上的节瘤缺陷种子源。该方法可以在有效去除表面有机污染物和污染颗粒的同时，实现表面无损伤的基板预处理，即在不引起表面缺陷的同时，有效去除表面污染颗粒，实现在超光滑基板表面制备的超低损耗激光薄膜散射最大值小于5ppm，总损耗小于10ppm。

本发明的技术优势在于：严格控制化学清洗的时间，镜片在沸腾的酸溶液、碱溶液和过氧化氢溶液中均煮10min，这个时间经过多次试验摸索，既保证了化学溶液能充分地与镜片表面的污染物接触，又可以防止沸腾的化学溶液对镜片本身的污染；利用本方法制备的超低损耗激光薄膜的平均积分散射达到5ppm以下，总损耗达到10ppm以下。

附图说明

图1为预处理方法流程图。