[实用新型]一种耐高温的CO2

说明书

本实用新型公开了一种耐高温的CO₂激光增透膜，包括基底层，基底层上依次沉积有第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层，其中，第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层的覆盖面积均为基底层表面面积的95％以上。本实用新型耐高温的CO₂激光增透膜，结构简单、设计精巧，第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层四层结合具有耐高温、高透过率、膜层牢固、膜层相互间应力互补、膜层不易破裂等特点，可满足元件连续在高温条件下作业的情况；各层所用材料均无放射性，不会对操作员以及环境造成损害。

技术领域

本实用新型涉及一种耐高温的CO₂激光增透膜，属于CO₂激光增透膜领域。

背景技术

近年来随着信息产业的发展，陶瓷、玻璃、印刷电路板、有机物等材料得到了大量的使用，对于这些材料的加工成为研究的热点，为此CO₂激光技术被日益重视。

激光薄膜既是激光系统中的重要元件，也是所有元件中最薄弱的环节，激光薄膜的性能优劣很大程度上决定了激光输出的性能。激光对光学元件的破坏是限制激光向高功率、高能量发展的瓶颈，也是影响元件使用寿命的主要原因。因此，不断提高薄膜的抗激光强度，具有非常重要的意义。

光学元件，特别是光学膜层，由于材料本身和镀膜工艺的原因，膜层中存在各种缺陷，缺陷在膜层中以一定的方式和密度分布，这些缺陷往往是导致光学元件损伤的主要原因。耐温性差是目前CO₂激光增透膜普遍存在的缺陷，而目前关于CO₂增透膜层的耐高温报道甚少。

实用新型内容

本实用新型提供一种耐高温的CO₂激光增透膜，通过优化膜系设计结构，从而达到膜层耐高温的性能的提升，进而通过提升抗激光损伤阈值来延长元件使用寿命；进一步，通过制备工艺的改进，减少了膜层缺陷，使膜层的综合性能得到显著提升。

为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种耐高温的CO₂激光增透膜，包括基底层，基底层上依次沉积有第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层，其中，第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层的覆盖面积均为基底层表面面积的95％以上。

本申请基底层上沉积有低折射率的第一氟化钇层，氟化钇层上沉积有低折射率的氟化镱钙层，氟化镱钙层上沉积有高折射率的硒化锌层，硒化锌层上沉积有第二氟化钇层。

膜料要求是：1、本身不吸收或很少吸收激光器输出光；2、在实际使用的条件下吸收系数随温度的变化尽可能地小；3、应具有较好的导热性，以便能在必要时工作条件恶劣或高功率输出)采取措施有效地冷却以保障元件正常工作；4、应具有一定的强度。申请人经研究发现：在红外波段，相对而言ZnSe的吸收最小，其他特性较好，合适的低折射率材料有YF₃(氟化钇)、YBF₃-Ca(氟化镱钙)、ThF₄(氟化钍)、BaF₂(氟化钡)等几种材料，但是由于Th元素有放射性，故选择了YF₃和YBF₃-Ca，此两种膜料中，YF₃随着温度的变化，吸收情况变化很大，导致膜层应力情况发生了变化进而出现击坏的现象，YBF₃-Ca相对来说较稳定，但是应力呈现张应力，与基底结合不牢，而将两种材料结合使用，不仅稳定性好，且远红外10.6um波段的透过率达到99.5％，并且能承受300度的高温，有效提高了镜片元件应用的使用寿命。

第一氟化钇层、氟化镱钙层、硒化锌层和第二氟化钇层中，氟化镱钙层的物理厚度最大，硒化锌层的厚度次之，第一氟化钇层和第二氟化钇层的厚度最小，这样膜层相互间应力互补效果好，膜层不易破裂，增透膜的透过率高、耐温性好。