[发明专利]光学元件制备方法和太赫兹波段光学元件有效

专利信息
申请号: 201811053084.X 申请日: 2018-09-10
公开(公告)号: CN109128510B 公开(公告)日: 2020-08-11
发明(设计)人: 王度;张传超;许乔;廖威;李亚国;袁志刚;金会良;耿锋;刘志超;欧阳升;蒋晓东;王健 申请(专利权)人: 中国工程物理研究院激光聚变研究中心
主分类号: B23K26/352 分类号: B23K26/352;B23K26/402;G02B1/118
代理公司: 北京超凡志成知识产权代理事务所(普通合伙) 11371 代理人: 吴开磊
地址: 610000 四*** 国省代码: 四川;51
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摘要:
搜索关键词: 光学 元件 制备 方法 赫兹 波段
【说明书】:

发明提供的光学元件制备方法和太赫兹波段光学元件,涉及光学元件加工技术领域。其中,光学元件制备方法包括:提供一石英晶体,作为所述太赫兹波段光学元件的本体结构;通过激光器输出一二氧化碳激光,并通过光学组件对该二氧化碳激光进行调节处理;通过扫描振镜控制经过调节处理后的二氧化碳激光按照预设的扫描路径作用于所述石英晶体的待处理面,以在该待处理面上沿所述扫描路径依次制作形成多个凹坑结构,以得到包括本体结构和凹坑结构的太赫兹波段光学元件。通过上述方法,可以有效地在石英晶体上制作凹坑结构,以降低石英晶体表面的反射率、提高制备的太赫兹波段光学元件的透射率。

技术领域

本发明涉及光学元件加工技术领域,具体而言,涉及一种光学元件制备方法和太赫兹波段光学元件。

背景技术

太赫兹波由于具有穿透性好、光子能量低、对生物组织无损伤等优势,而被广泛的应用于各探测系统。现有的太赫兹波段光学元件可以由硅、石英、砷化镓等无机材料,以及聚乙烯、TPX等有机材料制成。

其中,石英材料对红外光具有很高的吸收率,因而,在用于光学成像系统的窗口镜时可以有效地过滤掉红外光的干扰,以得到具有较高信噪比的探测信号。但是,由于石英材料具有较高的表面反射,因而导致存在着较高能量损耗的问题。

为了解决上述问题,在现有技术中,一般会在石英材料的表面镀制膜层结构,以起到降低反射、增加透射的效果。但是,针对太赫兹波,需要镀制的膜层结构厚度较大,存在着不易于制备的问题。因此,提供一种可以替代膜层结构以降低反射、增加透射的技术是亟待解决的技术问题。

发明内容

有鉴于此,本发明的目的在于提供一种光学元件制备方法和太赫兹波段光学元件,以有效、可靠地在石英晶体上制作凹坑结构,以降低石英晶体表面的反射率、提高制备的太赫兹波段光学元件的透过率。

为实现上述目的,本发明实施例采用如下技术方案:

一种光学元件制备方法,用于制备太赫兹波段光学元件,所述方法包括:

提供一石英晶体,作为所述太赫兹波段光学元件的本体结构;

通过激光器输出一二氧化碳激光,并通过光学组件对该二氧化碳激光进行调节处理;

通过扫描振镜控制经过调节处理后的二氧化碳激光按照预设的扫描路径作用于所述石英晶体的待处理面,以在该待处理面上沿所述扫描路径依次制作形成多个凹坑结构,以得到包括本体结构和凹坑结构的太赫兹波段光学元件;

其中,所述待处理面为所述石英晶体在光轴方向上的表面,所述凹坑结构用于增加所述石英晶体的透射率。

在本发明实施例较佳的选择中,在上述光学元件制备方法中,所述通过激光器输出一二氧化碳激光,并通过光学组件对该二氧化碳激光进行调节处理的步骤包括:

通过激光器输出一二氧化碳激光;

通过调制器对激光器输出的二氧化碳激光进行调制处理,以将持续的二氧化碳激光转换为具有矩形脉冲波形的二氧化碳激光,其中,该矩形脉冲波形的脉冲上升时间小于1μs、脉冲下降时间小于1μs;

通过聚焦透镜对所述调制器输出的二氧化碳激光进行聚焦处理。

在本发明实施例较佳的选择中,在上述光学元件制备方法中,所述矩形脉冲波形的二氧化碳激光的平均功率为2~8W,且包括多个单脉冲激光,其中,任意相邻两个单脉冲激光之间的间隔时间大于2ms。

在本发明实施例较佳的选择中,在上述光学元件制备方法中,进行聚焦处理后的二氧化碳激光的功率密度大于0.5*106W/cm2,且对应的光斑的直径为20~150μm。

在本发明实施例较佳的选择中,在上述光学元件制备方法中,所述激光器输出的二氧化碳激光的波长为9~11μm。

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