[发明专利]一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法

说明书

本发明属于光学镀膜技术领域，具体指一种同时提高IAD镀制高反光学薄膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。其包括(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5。(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀。本发明大幅度提高激光损伤阈值和面形，而且所镀制的膜层致密好、吸收小、散射小、操作方法简单、产品指标稳定。

技术领域

本发明属于光学镀膜技术领域，具体指一种同时提高IAD镀制高反光学薄膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。

背景技术

随着工业(激光打标机、激光切割机)、医疗激光仪器和军事对激光器输出光功率和光斑质量的要求不断提高，对激光器腔镜高反膜的损伤阈值和面形提出了越来越高的要求，如何能够制备既能够具有高激光损伤阈值又能够满足高激光光束质量的全介质激光反射膜，成为国内外学者研究的热点，也是光学镀膜企业追求的目标。大多数企业和研究机构采用的是电子枪热蒸发的方法，此方法镀制的膜层比较疏松，表面缺陷严重，而少数企业选用离子束溅射(IBS)镀膜，但应力大，造成面形变化大，输出光斑质量达不到使用要求。一些企业机构采用镀制后后处理的方法提高损伤阈值，但阈值提高不明显，面形通过加热释放应力变化也不大，随着使用时间的加长会有反弹。

发明内容

本发明要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种从基底的加工、基底的清洗处理以及镀膜工艺的改进，通过试验调整离子源工作参数，从而改善沉积膜层的内部质量来提高高反膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。

本发明为实现上述目的采用的技术方案是：一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，包括以下步骤：

(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5。

(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀；

(3)真空镀膜，将经步骤(2)处理的基片放入真空室内后，进行抽真空处理，在真空度达到5Pa时，对真空室及该基片进行加热处理，同时在30分钟内将温度均匀加热到150°，之后进行恒温处理，待真空室内的真空度达到1.0*10-3Pa时，对基片开始实行离子源清洗至少10分钟；

基片清洗过后，采用离子辅助沉积的方法沉积TA₂O₅、Hf₂O₅和SiO₂；

(4)镀后处理，将步骤(3)镀膜后的基片进行应力消除处理；

(5)成品测试，对步骤(4)中得到的消除应力后的基片进行弱吸收和激光损伤阈值进行测试，完成镀制工作。

进一步，步骤2中对基片采用超声波清洗原液浸泡至少15分钟。

进一步，步骤(3)中真空室中温度达到150°后，进行恒温40分钟处理。

进一步，步骤(3)中采用的离子源的参数为：高纯氩气，流量15sccm，离子源阳极电压180v，阳极电流2.0A，中和电流0.2A，膜料氧化氧气流量为50sccm。

进一步，步骤(2)和步骤(3)中均采用真空镀膜机来提供真空环境。