[发明专利]一种LBO晶体表面镀膜前的清洗方法

说明书

本发明涉及一种LBO晶体表面镀膜前的清洗方法，将LBO晶体依次执行下述步骤：采用无水乙醇和乙醚混合液擦拭LBO晶体表面；采用弱碱性溶液对LBO晶体进行超声波清洗，所述弱碱性溶液包括NH₄OH和H₂O₂，体积比为NH₄OH：H₂O₂：H₂O＝1:8:50；采用无水乙醇对LBO晶体进行漂洗；将LBO晶体放置于装有无水乙醇的密闭容器内，对LBO晶体进行超声加热清洗；取出LBO晶体，再次漂洗；在正压容器环境中利用干燥氮气风刀对LBO晶体进行干燥。与现有技术相比，本发明具有清洗效果好，既可以提升LBO晶体镀膜后的抗激光损伤特性，又可以提升其镀膜后的薄膜附着力及抗裂纹特性等优点。

技术领域

本发明涉及一种激光晶体超声波清洗方法，尤其是涉及一种LBO晶体表面镀膜前的清洗方法。

背景技术

三硼酸锂晶体(LBO晶体)是斜方晶系，具有极高的损伤阈值和紫外透过能力，也具有良好的倍频效应。因此，在高功率激光的倍频、参量振荡器件研制中有广阔的应用前景，是目前高功率激光器中常用的非线性光学晶体。为了减少由于界面菲涅尔反射引起的能量损耗，提高系统的运行效率，LBO晶体使用时必须在其表面镀制高性能激光增透薄膜，但由于LBO晶体有弱的潮解特性及其热膨胀系数存在明显的各向异性(α_x＝10.8×10^-5/K，α_y＝-8.8×10^-5/K，α_z＝3.4×10^-5/K)，这给晶体的加工、保存、清洗及后期的镀膜都带来了困难。

从基板的加工、清洗到膜系的设计和制备以及后续的激光预处理等过程，都能够影响增透薄膜的激光损伤阈值，而基板清洗作为连接加工和镀膜之间的关键环节，对最终薄膜的激光损伤特性起到决定性作用。对于透射式激光元件，引起其激光损伤的主要因素是基板亚表面处的纳米吸收中心，它主要是由基板在抛光过程中残留在亚表面处的抛光粉末等吸收性物质导致的。同时，LBO晶体热膨胀吸收的各项异性，增加了在后续镀膜过程中薄膜由于应力不匹配产生的膜裂和薄膜脱落等问题的可能性。而一般抛光后的基板表面如果清洗不当，会产生有机污染(蜡、树脂、油等加工中使用的化学物品)、固体颗粒污染(灰尘、研磨、抛光粉)、可溶性污染(指印、水印)等，这些残留物也会恶化晶体镀膜后的激光损伤使其薄膜产生裂纹和脱落等。因此LBO晶体在镀膜前的有效清洗是决定其使用性能和寿命的重要因素。

目前光学基板常用的清洗方法有擦拭法、RCA清洗法、超声波清洗法等。其中擦拭法对微米以上的大尺度颗粒比较有效，而难以去除亚微米尺度的颗粒；RCA清洗属于化学清洗，能够降低颗粒与基板之间的吸附力，但是如果控制不当化学溶液的溶度则会引起基板的严重腐蚀，造成表面粗糙度的增加；超声波清洗通过频率的选择可以高效去除基板表面从微米到亚微米各种尺度的颗粒，然而当超声用溶液不当或超声波频率不当或者超声时间过长，则会造成基板表面的物理损伤，这些缺陷不但会严重影响基板的光学特性还有可能导致灾难性激光损伤发生。所以对于微潮解的LBO晶体清洗工艺的选择，不仅要关注其表面污染物的清洗效率，还要充分利用其易潮解、热膨胀系数各项异性的特征，有效改善其亚表面中的纳米吸收中心和基板中的应力不匹配现象。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种LBO晶体表面镀膜前的清洗方法，结合LBO晶体微潮解、热膨胀系数各向异性特性，既可以兼顾清洗效率，又可以提升LBO晶体镀膜后激光损伤特性和物理特性。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种LBO晶体表面镀膜前的清洗方法，将LBO晶体依次执行下述步骤：

1)采用无水乙醇和乙醚混合液擦拭LBO晶体表面；