[发明专利]熔石英元件表面损伤生长点的修复方法

摘要

一种熔石英元件表面损伤生长点的修复方法，包括熔石英表面损伤点的测量、飞秒激光修复损伤点、氢氟酸溶液腐蚀和清洗四步。采用飞秒激光修复损伤点能够避免热应力产生；氢氟酸溶液腐蚀能够去除飞秒激光作用后残留的再沉积物。实验测试表明经过本发明修复后，熔石英元件的激光损伤生长阈值得到大幅度提升，可延长元件的使用寿命，并且本发明具有重复性好、稳定性高的特点。

主权项

一种熔石英元件表面损伤生长点的修复方法，其特征在于包括以下步骤：①将熔石英基片分别用去离子水、碱性清洗剂、去离子水超声清洗各5分钟，在洁净室内自然晾干获得洁净的熔石英元件；采用波长为355纳米的Nd:YAG激光在熔石英元件表面辐照产生损伤点；采用光学显微镜、台阶仪对熔石英元件表面损伤点进行测量并记录损伤点的位置、横向尺寸及纵向深度；②采用800纳米飞秒激光修复装置对熔石英表面损伤点进行“光栅扫描”，去除损伤：所述的飞秒激光修复装置的构成包含800纳米钛宝石飞秒激光器（1），沿该激光器（1）输出光束的前进方向依次是第一反射镜（2）、机械快门（3）、第二反射镜（4）、能量衰减系统（5）、楔形分光片（6）、聚焦透镜（8）和置于样品台（10）上的待修复的熔石英基片，在所述的楔形分光片（6）的反射光方向是能量计（7），白光光源（11）对所述的样品提供照明，成像系统（9）对所述的样品的表面进行摄像监控，计算机（12）通过信号线与所述的机械快门（3）、能量计（7）、成像系统（9）和样品台（10）相连，所述的聚焦透镜（8）将飞秒激光聚焦到待修复的熔石英基片表面进行修复，采用白光光源（11）照明待修复的熔石英基片，成像系统（9）实时在线监控修复过程，计算机（12）控制所述的机械快门（3）的打开与闭合、实时记录能量计（7）读数、与成像系统（9）连接实时监控修复过程、通过程序控制样品台（10）按设定路径移动。修复过程中，固定飞秒激光的作用位置，并且将待修复的熔石英元件固定在样品台（10）上，通过电脑程序控制样品台（10）按设定的二维路径移动，实现“光栅扫描”移动方式；通过设定“光栅扫描”移动横向距离X、纵向距离Y、纵向间距Δy工艺参数，对不同尺寸的损伤点进行修复：采用频率为1000赫兹，脉宽为38飞秒，焦点处光斑有效面积为905平方微米的飞秒激光；对纵向深度为5～6、7～9、10～12及13～15微米的损伤点，分别采用70、80、90及100微焦耳的飞秒激光进行辐照；③将激光修复后的熔石英元件浸入1%氢氟酸溶液中，在室温下腐蚀30～60分钟；④取出所述的熔石英元件分别用去离子水、碱性清洗剂、去离子水超声清洗各5～10分钟，在洁净室内自然晾干。