[发明专利]一种金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法

权利要求书

1.一种金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于包括下列步骤：首先将预处理后的金刚石光学晶片材料进行中低温离子束刻蚀清洗处理，在金刚石晶片的上下两面同时依次制备高sp³键含量的四面体非晶碳和低sp³键含量的三维网络非晶碳薄膜；然后对非晶碳薄膜先后进行真空退火去应力和抛光去石墨相大颗粒处理工艺，得到光滑平整表面；最后在处理后的非晶碳薄膜上下表面分别沉积氧化钇薄膜，从而得到金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜。

2.根据权利要求1所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于包括下列步骤：

(1) 将经过精密抛光、酸碱清洗、烘干后的金刚石光学晶片悬挂固定在多激发源等离子体真空处理室中的行星工件架上，工件架能同时实现公转和自转转速独立可调，工件架的公转转速为1~10 r/min，自转转速为20~100 r/min；

(2) 将多激发源等离子体真空处理室抽真空到本底真空1×10⁻⁴~5×10⁻⁴ Pa，打开工件架附近加热板，通入氩气到真空室内，调节氩气流量计进气流量，开启旋转工件架电源，采用离子源对金刚石光学级晶片两面进行刻蚀清洗，关闭加热板和氩气流量计，然后冷却至室温；

(3) 采用高纯度石墨为靶材在金刚石晶片上下两面制备高sp³键含量的四面体无氢非晶碳薄膜；

(4) 采用高纯度石墨为靶材在四面体无氢非晶碳薄膜上下两面制备低sp³键含量的三维网络无氢非晶碳薄膜；

(5) 打开工件架加热板对金刚石基非晶碳薄膜进行真空退火处理，退火温度为200~600 ℃，然后冷却至室温；

(6) 取出样品，对金刚石基非晶碳薄膜进行减薄抛光，处理后表面粗糙度为5~30 nm，得到光滑平整的非晶碳膜表面；

(7) 采用高纯度氧化钇为靶材在非晶碳薄膜上下两面沉积氧化钇薄膜，得到金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜。

3.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（1）中，金刚石光学级晶片悬挂固定后表面与激发源的距离为5~20 cm。

4.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤（2）中，离子源清洗方法包括考夫曼离子源、射频离子源、霍尔离子源、阳极层离子源中的一种；离子源溅射过程中，真空室气压为5×10⁻²~5×10⁻¹ Pa，氩离子能量为0.5~1.5 keV，清洗时间为0.5~8 min。

5.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)中高sp³键含量的四面体无氢非晶碳薄膜制备方法包括阴极电弧蒸发或脉冲激光熔融技术中的一种；通过改变束流、激光能量调控薄膜中sp³键含量为60%~90%。

6.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(4)中低sp³键含量的三维网络无氢非晶碳薄膜制备方法包括阴极电弧蒸发、脉冲激光熔融或磁控溅射技术中的一种；薄膜中sp³键含量为20%~70%。

7.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(7)中氧化钇薄膜的制备方法包括电子束蒸发、脉冲激光熔融或磁控溅射技术中的一种；沉积温度为300~800 ℃。

8.根据权利要求2所述的金刚石基非晶碳-氧化钇梯度复合增透膜的制备方法，其特征在于：所述步骤(3)、(4)和(7)中非晶碳薄膜和氧化钇薄膜的厚度按照光学增透膜设计要求，根据实际制备的薄膜折射率确定。