[发明专利]一种基于人工缺陷的激光薄膜定量化研究方法

摘要

发明涉及一种激光薄膜的研究方法，属于薄膜光学技术领域。该方法的步骤为利用不同尺度抛光粉制作人工划痕确定熔石英基板的冷加工、熔石英基板的氢氟酸刻蚀的工艺参数、利用微米尺度单分散小球确定熔石英基板的超声波清洗、熔石英基板的真空离子束清洗工艺参数、利用吸收性的纳米尺度缺陷确定在熔石英基板上制备薄膜的工艺参数、利用微米尺度单分散小球确定缺陷后处理工艺参数。实验证明，采用本发明可以从激光薄膜制备的整个工艺流程上有效控制不同缺陷的尺度，根据不同损伤阈值的要求，确定定量的工艺参数，有效地简化激光薄膜制备工艺流程，可以与现有的基板加工、清洗及薄膜制备工艺兼容。具有工艺重复性好、可控性强、效果明显等优点，完全可以应用于未来的高功率激光薄膜领域。

主权项

一种激光薄膜研究方法，其特征在于，该方法是一种通过人工缺陷定量化确定激光薄膜制备工艺参数的方法，包括以下步骤：1)利用不同尺度抛光粉制作人工划痕研究熔石英基板的浮法抛光工艺：将经过浮法抛光的熔石英基板，利用不同尺度抛光粉，对熔石英基板进行短时抛光，得到不同尺度的人工划痕，并经过超声波清洗和镀制薄膜后，进行损伤阈值测试，得到损伤阈值与人工划痕尺度的对应关系，确定熔石英基板抛光的工艺参数，其中，沥青抛光垫在18℃～24℃温度范围内的压缩率小于8％，SiO2抛光粉的粒径为1.5μm～30μm，抛光粉的浓度小于0.5％，抛光盘的转速10‑30rpm，抛光时间～20秒，人工划痕宽度在2μm～15μm之间，亚表面损伤层的深度在2μm‑20μm之间，每个熔石英基板上人工划痕尺度分布均匀；2)含有人工划痕的熔石英基板的氢氟酸刻蚀：将氢氟酸与去离子水混合，对不同尺度抛光粉得到的人工划痕表面进行刻蚀，首先以低浓度氢氟酸去除再沉积层，然后使用高浓度氢氟酸完全去除亚表面损伤层；根据去除深度不同进行损伤阈值测试，确定熔石英基板的氢氟酸刻蚀工艺参数和损伤阈值的对应关系；3)涂有人工小球的熔石英基板的超声波清洗：在熔石英基板表面旋涂不同尺度的人工小球，得到超声波清洗参数和人工小球去除效率的对应关系，其中，人工小球的尺度为0.3μm‑3μm；4)涂有人工小球的熔石英基板的真空离子束清洗：熔石英基板经过超声波清洗后，在表面旋涂不同尺度的人工小球，放入镀膜机中，在真空环境下进行离子束清洗，得到真空离子束清洗参数和人工小球去除效率的对应关系，其中，人工小球的尺度为0.3μm‑3μm；5)熔石英基板上薄膜制备：使用电子束蒸发方法在熔石英基板上制备HfO2/SiO2薄膜；在不同的膜层中引入纳米尺度人工缺陷，形成吸收性薄膜缺陷，利用损伤阈值测试，给出损伤阈值和缺陷位置的定量化对应关系；6)薄膜缺陷的激光预处理：用脉冲宽度为10ns，波长为1064nm的YAG激光对熔石英基板上的制备的HfO2/SiO2薄膜的缺陷进行激光预处理，研究激光预处理参数和缺陷尺度的定量化对应关系。