專利名稱：釹玻璃激活反射鏡的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及介質(zhì)反射薄膜，特別是一種釹玻璃激活反射鏡的制備方法。
背景技術(shù)：
釹玻璃是一種含有釹離子的激光增益介質(zhì)。自美國Snitzer于1961年發(fā)明摻釹硅酸鹽激光玻璃以來，片狀及棒狀激光釹玻璃廣泛應(yīng)用于各類激光系統(tǒng)，尤其是從20世紀(jì)70年代開始過去40年中國際上建立了一批高功率裝置，如日本大阪大學(xué)的“金剛”，美國Rochester大學(xué)的“Omega”裝置，LLNL實(shí)驗(yàn)室的“Shiva”、“Nova”及NIF(National IgnitionFacility)。我國的“神光”系列激光裝置同樣采用了激光釹玻璃材料作為增益介質(zhì)。傳統(tǒng)的激光系統(tǒng)中釹玻璃元件為透射元件，即光波穿透整個元件而獲得激光增益。為了消除釹玻璃與空氣構(gòu)成界面因折射率不匹配造成的反射損耗，通常在釹玻璃的端面制備增透薄膜，或者利用56.5°入射時水平偏振態(tài)光波存在的布儒斯特現(xiàn)象消除界面損耗。對于透射使用的釹玻璃，因光波在玻璃片內(nèi)單次通過，同樣厚度的釹玻璃增益水平較低。以美國的NIF裝置為例，為了獲得裝置需要的增益水平，該裝置的192路激光光束中共使用了 3072片口徑為400mm的釹玻璃激光增益材料，平均每路激光的釹玻璃元件為16片。與傳統(tǒng)的玻璃相比，作為激光增益介質(zhì)材料的釹玻璃在鉬金含量、水含量、氣泡及條紋密度等方面要求更高，因此在除鉬金、除水、除氣泡及條紋等方面技術(shù)難度更高，元件的制造成本高。更為重要的時，為了消除激光放大過程中存在的受激自發(fā)福射現(xiàn)象(Amplified SpontaneousEmission，ASE)，需要在垂直于光路方向的激光釹玻璃側(cè)面包裹吸收ASE的介質(zhì)。目前大規(guī)模的高功率激光器中普遍采用摻銅離子的包邊玻璃作為ASE的吸收介質(zhì)，并將摻銅的包邊玻璃與大口徑釹玻璃側(cè)面緊密貼合，上述抑制ASE的方法稱為釹玻璃包邊。作為有別于其他玻璃生產(chǎn)的釹玻璃包邊工藝，進(jìn)一步增大了釹玻璃的制造成本
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明就是針對上述現(xiàn)有問題，提供一種釹玻璃激活反射鏡的制備方法，所述的釹玻璃激活反射鏡是在釹玻璃片的背面采取電子束蒸發(fā)離子束輔助技術(shù)制備高反射多層薄膜，以提高釹玻璃增益能力的構(gòu)件。本發(fā)明的技術(shù)解決方案如下:一種釹玻璃激活反射鏡的制備方法，其特點(diǎn)在于該方法的具體步驟如下:①清洗:將包邊釹玻璃使用弱堿性溶液浸泡，然后用高純度石油醚和丙酮混合溶液進(jìn)行清洗，再置于100級超凈臺自然干燥，得到清潔干燥的包邊釹玻璃，所述的弱堿性溶液的PH值為7.5 8，該石油醚和丙酮混合溶液的純度大于99.999%，體積比2:1;②離子束清洗:將所述的清潔干燥的包邊釹玻璃置于高真空鍍膜機(jī)的裝夾基片的夾具上，關(guān)閉真空室門，使用真空泵組對鍍膜機(jī)抽真空，待真空優(yōu)于2X 10_3Pa時，打開離子源，對包邊釹玻璃基片表面進(jìn)行清洗，離子源使用氬氣及氧氣混合氣體，其純度大于99.999%，流量比為3:1，離子源的工作電壓為140V，束流為50A，清洗時間為5_15分鐘；
③薄膜制備:離子源真空室清洗完成后，使用電子束蒸發(fā)離子束輔助技術(shù)在釹玻璃基片上交替沉積Ta205/Si02薄膜，薄膜的膜系結(jié)構(gòu)為(HL)nH0.5L，其中H表示Ta2O5膜層，L表示SiO2膜層，H和L層的光學(xué)厚度300nm 313nm，n表示HL層交替沉積次數(shù)，n>15,在鍍制Ta2O5時，氧氣充入量為20 25SCCm，輔助離子源的參數(shù)為:偏壓100 120V，電流40 50A, Ta2O5沉積速率為0.4 0.6nm/s ;制備SiO2時,氧氣充入量為4_6sccm,輔助離子源的參數(shù)為:偏壓130 150V，電流40 50A，SiO2的沉積速率為0.6 0.8nm/s。本發(fā)明技術(shù)效果如下:一種釹玻璃激活反射鏡，是在包邊釹玻璃的背面制備高反射薄膜，同時，為了實(shí)現(xiàn)氙燈的有效泵浦，薄膜具備對氙燈有效泵浦的光譜高透射，激活反射鏡的薄膜具備下列光譜特征:
權(quán)利要求
1.一種釹玻璃激活反射鏡的制備方法，其特征在于該方法的具體步驟如下: ①清洗:將包邊釹玻璃使用弱堿性溶液浸泡，然后用高純度石油醚和丙酮混合溶液進(jìn)行清洗，再置于100級超凈臺自然干燥，得到清潔干燥的包邊釹玻璃，所述的弱堿性溶液的PH值為7.5 8，該石油醚和丙酮混合溶液的純度大于99.999%，體積比2:1; ②離子束清洗:將所述的清潔干燥的包邊釹玻璃置于高真空鍍膜機(jī)的裝夾基片的夾具上，關(guān)閉真空室門，使用真空泵組對鍍膜機(jī)抽真空，待真空優(yōu)于2X10_3Pa時，打開離子源，對包邊釹玻璃基片表面進(jìn)行清洗，離子源使用氬氣及氧氣混合氣體，其純度大于99.999%，流量比為3:1，離子源的工作電壓為140V，束流為50A，清洗時間為5-15分鐘； ③薄膜制備:離子源真空室清洗完成后，使用電子束蒸發(fā)離子束輔助技術(shù)在釹玻璃基片上交替沉積Ta205/Si02薄膜，薄膜的膜系結(jié)構(gòu)為(HL)nH0.5L，其中H表示Ta2O5膜層，L表示SiO2膜層，H和L層的光學(xué)厚度300nm 313nm，η表示HL層交替沉積次數(shù)，η>15，在鍍制Ta2O5時，氧氣充入量為20 25sccm，輔助離子源的參數(shù)為:偏壓100 120V，電流40 50A，Ta2O5沉積速率為0.4 0.6nm/s ;制備SiO2時，氧氣充入量為4-6sccm，輔助離子源的參數(shù)為:偏壓130 1 50V,電流40 50A, SiO2的沉積速率為0.6 0.8nm/s。
全文摘要
一種釹玻璃激活反射鏡的制備方法，該激活反射鏡具備以下光譜特征1053nm處，57°水平偏振分量的反射率大于99.5%，0°入射550nm-900nm透射率大于90%，0°入射1053nm的透射率大于30%。該激活反射鏡的制備方法包括真空室外清洗、離子束清洗、薄膜沉積等步驟。本發(fā)明激活反射鏡的制備工藝簡單，工藝重復(fù)性好，與傳統(tǒng)的透射式使用相比，可以獲得雙倍增益，光路系統(tǒng)的排布更加靈活，完全可以應(yīng)用于基于反射式包邊釹玻璃的高功率激光系統(tǒng)。
文檔編號C23C14/08GK103225063SQ201310148760
公開日2013年7月31日 申請日期2013年4月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月25日
發(fā)明者齊紅基, 孫衛(wèi), 朱美萍, 易葵 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所