本發(fā)明屬于光學(xué)鍍膜技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種同時(shí)提高iad鍍制高反光學(xué)薄膜激光損傷閾值和面形的鍍制方法。
背景技術(shù)：
隨著工業(yè)(激光打標(biāo)機(jī)、激光切割機(jī))、醫(yī)療激光儀器和軍事對(duì)激光器輸出光功率和光斑質(zhì)量的要求不斷提高，對(duì)激光器腔鏡高反膜的損傷閾值和面形提出了越來越高的要求，如何能夠制備既能夠具有高激光損傷閾值又能夠滿足高激光光束質(zhì)量的全介質(zhì)激光反射膜，成為國內(nèi)外學(xué)者研究的熱點(diǎn)，也是光學(xué)鍍膜企業(yè)追求的目標(biāo)。大多數(shù)企業(yè)和研究機(jī)構(gòu)采用的是電子槍熱蒸發(fā)的方法，此方法鍍制的膜層比較疏松，表面缺陷嚴(yán)重，而少數(shù)企業(yè)選用離子束濺射(ibs)鍍膜，但應(yīng)力大，造成面形變化大，輸出光斑質(zhì)量達(dá)不到使用要求。一些企業(yè)機(jī)構(gòu)采用鍍制后后處理的方法提高損傷閾值，但閾值提高不明顯，面形通過加熱釋放應(yīng)力變化也不大，隨著使用時(shí)間的加長(zhǎng)會(huì)有反彈。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是如何克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種從基底的加工、基底的清洗處理以及鍍膜工藝的改進(jìn)，通過試驗(yàn)調(diào)整離子源工作參數(shù)，從而改善沉積膜層的內(nèi)部質(zhì)量來提高高反膜激光損傷閾值和面形的鍍制方法。
本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的采用的技術(shù)方案是：一種提高光學(xué)器件激光損傷閾值和面形的iad鍍制方法，包括以下步驟：
(1)基片加工，以紫外融石英為基片，通過水域超光滑拋光技術(shù)完成基片加工，使基片達(dá)到如下要求：粗糙度ra值優(yōu)于2埃，面型優(yōu)于λ/15，光潔度優(yōu)于10/5。
(2)基片清洗，將步驟1中得到的基片放入超聲波清洗原液中浸泡，取出后采用去離子水沖洗，然后用連續(xù)超聲波槽進(jìn)行超聲波清洗，之后緩慢拉出水后，采用射燈烘烤，再用酒精乙醚試劑擦拭干凈，放入真空室待鍍；
(3)真空鍍膜，將經(jīng)步驟(2)處理的基片放入真空室內(nèi)后，進(jìn)行抽真空處理，在真空度達(dá)到5pa時(shí)，對(duì)真空室及該基片進(jìn)行加熱處理，同時(shí)在30分鐘內(nèi)將溫度均勻加熱到150°，之后進(jìn)行恒溫處理，待真空室內(nèi)的真空度達(dá)到1.0*10-3pa時(shí)，對(duì)基片開始實(shí)行離子源清洗至少10分鐘；
基片清洗過后，采用離子輔助沉積的方法沉積ta2o5、hf2o5和sio2；
(4)鍍后處理，將步驟(3)鍍膜后的基片進(jìn)行應(yīng)力消除處理；
(5)成品測(cè)試，對(duì)步驟(4)中得到的消除應(yīng)力后的基片進(jìn)行弱吸收和激光損傷閾值進(jìn)行測(cè)試，完成鍍制工作。
進(jìn)一步，步驟2中對(duì)基片采用超聲波清洗原液浸泡至少15分鐘。
進(jìn)一步，步驟(3)中真空室中溫度達(dá)到150°后，進(jìn)行恒溫40分鐘處理。
進(jìn)一步，步驟(3)中采用的離子源的參數(shù)為：高純氬氣，流量15sccm，離子源陽極電壓180v，陽極電流2.0a，中和電流0.2a，膜料氧化氧氣流量為50sccm。
進(jìn)一步，步驟(2)和步驟(3)中均采用真空鍍膜機(jī)來提供真空環(huán)境。
進(jìn)一步，步驟(3)中離子輔助沉積時(shí)的環(huán)境溫度為150°，并且采用的離子輔助沉積的工作參數(shù)為：離子源陽極電壓220v，陽極電流3.1a，中和電流0.3a，膜料氧化氧氣流量為70sccm；
電子槍的蒸發(fā)速率為ta2o5：0.2nm/s、hfo2：0.2nm/s、sio2：0.6nm/s；
膜系設(shè)計(jì)為：1064hr；
高折射率材料h為：ta2o5，低折射率材料l為：sio2，中折射率材料m為：hfo2，光學(xué)控制設(shè)計(jì)波長(zhǎng)為1064nm，
膜系結(jié)構(gòu)hl(hl)^11mlmlmlm4l，保證光學(xué)厚度對(duì)1064都約是光學(xué)厚度l的整數(shù)倍。
進(jìn)一步，步驟(4)中消除基片的應(yīng)力時(shí)采用如下步驟：
先將產(chǎn)品放入高溫箱，以1.5度/分鐘的速率對(duì)高溫箱進(jìn)行加溫，直至加熱到300度；
其次，恒溫8小時(shí)；
最后，以3度/分鐘的速率進(jìn)行降溫，直至到達(dá)溫度40度，完成高溫后處理。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于大幅度提高激光損傷閾值和面形，而且所鍍制的膜層常致密好、吸收小、散射小、操作方法簡(jiǎn)單、產(chǎn)品指標(biāo)穩(wěn)定。
具體實(shí)施方式
一種提高光學(xué)器件激光損傷閾值和面形的iad鍍制方法，包括以下步驟：
(1)基片加工，以紫外融石英為基片，通過水域超光滑拋光技術(shù)完成基片加工，使基片達(dá)到如下要求：粗糙度ra值優(yōu)于2埃，面型優(yōu)于λ/15，光潔度優(yōu)于10/5。
(2)基片清洗，將步驟1中得到的基片放入超聲波清洗原液中浸泡，取出后采用去離子水沖洗，然后用連續(xù)超聲波槽進(jìn)行超聲波清洗，之后緩慢拉出水后，采用射燈烘烤，再用酒精乙醚試劑(按照酒精：乙醚呈1:2.5的比例配比)擦拭干凈，放入真空室待鍍；
(3)真空鍍膜，將經(jīng)步驟(2)處理的基片放入真空室內(nèi)后，進(jìn)行抽真空處理，在真空度達(dá)到5pa時(shí)，對(duì)真空室及該基片進(jìn)行加熱處理，同時(shí)在30分鐘內(nèi)將溫度均勻加熱到150°，之后進(jìn)行恒溫處理，待真空室內(nèi)的真空度達(dá)到1.0*10-3pa時(shí)，對(duì)基片開始實(shí)行離子源清洗至少10分鐘；
基片清洗過后，采用離子輔助沉積的方法沉積ta2o5、hf2o5和sio2；
(4)鍍后處理，將步驟(3)鍍膜后的基片進(jìn)行應(yīng)力消除處理；
(5)成品測(cè)試，對(duì)步驟(4)中得到的消除應(yīng)力后的基片進(jìn)行弱吸收和激光損傷閾值進(jìn)行測(cè)試，完成鍍制工作。
并且上述鍍制步驟中要在以下限定條件在進(jìn)行：
步驟(2)中對(duì)基片采用超聲波清洗原液浸泡至少15分鐘。
步驟(3)中真空室中溫度達(dá)到150°后，進(jìn)行恒溫40分鐘處理。
步驟(3)中采用的離子源的參數(shù)為：高純氬氣，流量15sccm，離子源陽極電壓180v，陽極電流2.0a，中和電流0.2a，膜料氧化氧氣流量為50sccm。
步驟(2)和步驟(3)中均采用真空鍍膜機(jī)來提供真空環(huán)境。
步驟(3)中離子輔助沉積時(shí)的環(huán)境溫度為150°，并且采用的離子輔助沉積的工作參數(shù)為：離子源陽極電壓220v，陽極電流3.1a，中和電流0.3a，膜料氧化氧氣流量為70sccm；
電子槍的蒸發(fā)速率為ta2o5：0.2nm/s、hfo2：0.2nm/s、sio2：0.6nm/s；
膜系設(shè)計(jì)為：1064hr；
高折射率材料h為：ta2o5，低折射率材料l為：sio2，中折射率材料m為：hfo2，光學(xué)控制設(shè)計(jì)波長(zhǎng)為1064nm，
膜系結(jié)構(gòu)hl(hl)^11mlmlmlm4l(h,m,l代表高中低折射率的鍍膜材料，膜系結(jié)構(gòu)是膜系設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)寫，表示不同材料的膜層的厚度和高低之間的匹配)，保證光學(xué)厚度對(duì)1064都約是光學(xué)厚度l的整數(shù)倍。
步驟(4)中消除基片的應(yīng)力時(shí)采用如下步驟：
先將產(chǎn)品放入高溫箱，以1.5度/分鐘的速率對(duì)高溫箱進(jìn)行加溫，直至加熱到300度；
其次，恒溫8小時(shí)；
最后，以3度/分鐘的速率進(jìn)行降溫，直至到達(dá)溫度40度，完成高溫后處理。
經(jīng)過上述實(shí)施例進(jìn)行鍍制的成片，與改進(jìn)前常規(guī)的成片進(jìn)行對(duì)比，弱吸收由60ppm減小到8ppm，激光損傷閾值由15.2j/cm2提高到48.6j/cm2。在基片相同的情況下改進(jìn)前鍍膜測(cè)試面型λ/2，改進(jìn)后鍍膜測(cè)試面型優(yōu)于λ/10。達(dá)到了預(yù)期要求。
上述實(shí)施例只是為了說明本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思及特點(diǎn)，其目的是在于讓本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員能夠了解本發(fā)明的內(nèi)容并據(jù)以實(shí)施，并不能以此限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。凡是根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容的實(shí)質(zhì)所作出的等效的變化或修飾，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。