大功率半导体激光器模块光窗的清洗液及其制备方法、聚四氟乙烯夹具及清洗工艺技术

本发明专利技术公开了一种大功率半导体激光器模块光窗的清洗液及其制备方法、聚四氟乙烯夹具及清洗工艺，该清洗液主要由浓硫酸、硝酸和重铬酸钾组成,采用该清洗液对光窗片进行镀膜前的表面处理，解决了光窗片批量化清洗不干净导致的镀膜工艺后脱膜问题，并借助一种耐腐蚀的聚四氟乙烯材料夹具，两者配合使用可在镀膜工艺前实现批量化的光窗清洗，清洗后的光窗片，镀制808nm增透膜后膜层坚固清晰，保持了99％以上的透光效率，具有较高的抗激光损伤阈值。

Cleaning solution for high-power semiconductor laser module optical window and its preparation method, polytetrafluoroethylene clamp and cleaning process

The invention discloses a cleaning solution for the light window of a high-power semiconductor laser module and the preparation method, the polytetrafluoroethylene fixture and the cleaning process. The cleaning solution is mainly composed of concentrated sulfuric acid, nitric acid and potassium dichromate. The cleaning solution is used to handle the surface of the light window sheet before the coating is carried out, and the batch cleaning of the light window sheet is not dry. The film removal problem after the coating process is net, and a kind of corrosion-resistant polytetrafluoroethylene material fixture is used. Both of them can be used to clean the light window before the coating process, the light window after cleaning, the 808nm film after coating is strong and clear, the light transmittance of 99% is maintained and the resistance is high. Optical damage threshold.

【技术实现步骤摘要】
大功率半导体激光器模块光窗的清洗液及其制备方法、聚四氟乙烯夹具及清洗工艺
本专利技术属于电渡
，具体涉及一种大功率导体激光器模块光窗的清洗液及其制备方法、聚四氟乙烯夹具及清洗工艺。
技术介绍
大功率半导体激光器和半导体激光器阵列广泛地用于泵浦固体激光器与光纤激光器、激光医疗和材料加工等领域，由大功率半导体激光器阵列组装而成的常规模块脉冲输出功率高达2KW以上，模块使用的光窗片透过率越高，光窗片缺陷越少，模块长期使用的可靠性越高。因光窗片表面清洗不干净导致的缺陷和局部膜层脱落都是导致模块可靠性下降的重要因素。常规的丙酮、乙醇、乙醚等有机化学溶剂清洗并不能完全清洗干净光窗表面的沾附物和污染物，导致模块在长期使用过程中光窗产生缺陷或局部脱膜。如何解决因光窗表面清洗不干净，导致模块在长期使用过程中光窗产生缺陷或局部脱膜的问题。为此完成本专利技术。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供了一种大功率导体激光器模块光窗的清洗液及其制备方法、聚四氟乙烯夹具及清洗工艺。大功率半导体激光器模块光窗(以下也可简称“光窗”或者“光窗片”)清洗液效解决光窗清洗不干净的工艺问题，而且清洗溶液成本低廉可反复使用，具有很强的实用价值。为实现本专利技术的目的，提供了如下实施方案。在一实施方案中，本专利技术的一种大功率半导体激光器模块光窗的清洗液，主要由浓硫酸、硝酸和重铬酸钾组成。所述浓硫酸和硝酸为MOS级，所述浓硫酸中H2SO4的含量为≥95％其用量为3-5L，所述硝酸中HNO3的含量≥70％，其用量为100-200ml,所述重铬酸钾，其重铬酸钾的含量≥99.8％，用量为100-150g。优选的，本专利技术的一种光窗片清洗液，浓硫酸、硝酸和重铬酸钾的体积重量比为3.79L:0.15L:120g。在另一实施方案中，本专利技术的目的在于提供了一种大功率半导体激光器模块光窗清洗液的制备方法，包括以下步骤：1)将浓硫酸全部倒入容器内，置于温度为250-350℃的加热台上加热0.5-1.5小时，然后将重铬酸钾缓慢加入容器内，并使用玻璃棒缓慢搅拌，待溶液变成深黄接近黑色时停止搅拌；2)将容器从加热台上取下，静置降温，然后将冷却的溶液缓慢倒入石英存储容器；3)再将硝酸倒入石英存储容器，搅拌并静置配制成清洗液。上述本专利技术的方法，步骤1)中温度为300℃，加热时间为1小时；步骤2)中静置时间为4小时，步骤3)中静置时间为5-15分钟，优选静置时间为10分钟。在又一实施方案中，本专利技术提供了一种大功率半导体激光器模块光窗的清洗工艺，包括以下步骤：1)将光窗片使用氮气枪或压缩空气枪吹去光窗片表面浮尘；2)根据光窗片长度调节聚四氟乙烯夹具的卡盘，依次将光窗装入卡盘限位孔内；3)将装好光窗的夹具浸入权利要求1的洗液中，液面完全淹没光窗片，浸泡0.5-1.5小时后，将夹具从清洗液中取出，放入洁净石英杯中，用去离子水冲洗，冲洗完后在红外灯下烘烤干光窗片表面水分即可。上述本专利技术的清洗工艺，步骤3)中的浸泡时间为1小时，冲洗时间为15分钟。本专利技术以开发一种大功率半导体激光器模块封装中使用的矩形蓝宝石为目的。具体实施方案，本专利技术的光窗片清洗工艺为：光窗片拆包后用氮气吹干浮尘，红外灯烘烤30分钟，利用浓硫酸、硝酸和重铬酸钾混合配置成专用光窗清洗液，再使用专门设计的承载光窗片于光窗清洗液中浸泡清洗，经光窗清洗液浸泡后的光窗经去离子水冲洗，红外灯烘烤干后可进行光窗镀膜工艺。上述所述的聚四氟乙烯夹具是本专利技术专门设计用于承载光窗片的夹具。优选的，本专利技术中采用光窗清洗液浸泡和去离子水冲洗的方式进行光窗片清洗。本专利技术还提供了一种用于光窗清洗的聚四氟乙烯夹具8，包括硅承载盘1、卡盘6和调节杆4，承载盘1和卡盘6位于调节杆两端，硅承载盘上筛网状漏液孔3，用底角螺丝2固定在调节杆上，卡盘上有至少1个以上的光窗限位孔7，卡盘6可沿调节杆4上下移动，靠几米紧定5固定锁死位置(见图1)。本专利技术的优点：1、本专利技术中配置的光窗清洗液由浓硫酸、硝酸和重铬酸钾配制而成，所用化学药品均为常规化工原料，成本低廉，并可以重复使用(使用次数根据光窗数量决定，一般3个月以上)；2、本专利技术中专门设计的光窗片清洗夹具，采用多层环形排布的方式逐个约束光窗片，数量可达数十片，装载量相比槽式清洗夹具提高3倍以上，而且面积利用率高，相同装载数量的情况下，该夹具的面积缩小40％以上；3、本专利技术中专门设计的光窗片清洗夹具改变了槽式清洗夹具夹持不稳，清洗过程中光窗片易堆叠造成清洗不干净的问题；4、本专利技术中专门设计的光窗片清洗夹具可配置不同开孔尺寸的卡盘和高度调节螺丝，适用于不同宽度、长度尺寸的矩形蓝宝石光窗(或光学玻璃)清洗，可满足常用的长度200mm以内，宽度15mm以内的光窗清洗；5、本专利技术中专门设计的光窗片清洗夹具承载盘具有筛网状漏液孔，排液速度很快，避免在冲洗过程中液体产生的阻力拉拽和交叠光窗片，保证限位和清洗效果；6、本专利技术开发的清洗工艺均使用常规器具，与以往有机溶剂清洗器具兼容，工艺改进成本低廉，而且避免有机溶剂加热、超声等特殊处理步骤，工艺简便。本专利技术的光窗清洗工艺，可有效去除光窗片上的有机物沾污，吸附水汽，固体颗粒等多种污染物，改善光窗片镀膜前的表面状态，有效杜绝了因光窗表面清洗不干净导致的光窗镀膜后脱膜问题。以808nm大功率半导体激光器模块为例，经该清洗工艺处后的光窗片经常规镀膜工艺后表面镀层清晰坚固，所镀抗反射膜层可以实现808nm波长处99％以上的透光效率，抗激光损伤阈值达到19J/cm2以上，该工艺可拓展应用于其它波长的大功率半导体激光器模块封装领域。附图说明图1为聚四氟乙烯夹具结构示意图；图2装有光光窗片的聚四氟乙烯夹具，其中9为光窗片。具体实施方式以下实施例用于进一步理解本专利技术的实质，但不以任何方式限制本专利技术的范围。实施例1用于光窗清洗的聚四氟乙烯夹具8，包括硅承载盘1、卡盘6和调节杆4，承载盘1和卡盘6位于调节杆两端，硅承载盘上筛网状漏液孔3，用底角螺丝2固定在调节杆上，卡盘上有至少1个以上的光窗限位孔7，卡盘6可沿调节杆4上下移动，靠几米紧定5固定锁死位置(见图1)。实施例2光窗清洗液的配制1、准备干容积大于4L的洁净石英容器两个，要求容器内干燥无尘，一个用于配制清洗液，另一个用于存储配制好的清洗液；MOS级浓硫酸(H2SO4，3.79升，含量≥95％)一瓶待用，量取MOS级硝酸(HNO3，含量≥70％)150毫升待用，使用天平称取分析纯重铬酸钾(KCrO4，500g/瓶，含量≥99.8％)120g待用；MOS:金属-氧化物-半导体。2、在带加热台的通风台内将3.79升浓硫酸全部倒入容器内，将装有硫酸的容器放于温度为300℃的加热台上加热1小时，然后将120g重铬酸钾缓慢加入容器内，并使用玻璃棒缓慢搅拌，待溶液变成深黄接近黑色的时候停止搅拌，将容器从加热台上端下静置4小时降温，然后将冷却的溶液缓慢倒入石英存储容器，注意不可倒入容器底结晶物，然后再缓慢倒入120毫升硝酸，搅拌并静置10分钟后完成清洗液配制,制得清洗液。实施例3光窗清洗液的配制参照实施例2的方法，改变浓硫酸、硝酸和重铬酸钾的用量配比：1)组：浓硫酸、硝酸和重铬酸钾分别为：5L、0.1L、100g2)组：浓硫酸、硝酸和重铬酸钾分别为：3L、0.1L本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种大功率半导体激光器模块光窗的清洗液，其特征在于，主要由浓硫酸、硝酸和重铬酸钾组成。

【技术特征摘要】
1.一种大功率半导体激光器模块光窗的清洗液，其特征在于，主要由浓硫酸、硝酸和重铬酸钾组成。2.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，所述浓硫酸和硝酸为MOS级，所述硝酸浓硫酸的用量为3-5L，所述硝酸的用量为100-200ml，所述重铬酸钾为100-150g。3.如权利要求2所述的清洗液，其特征在于，所述浓硫酸中H2SO4的含量为≥95％，所述硝酸中HNO3的含量≥70％，重铬酸钾的含量≥99.8％。4.如权利要求1所述的清洗液，其特征在于，浓硫酸、硝酸和重铬酸钾的体积重量比为3.79L:0.15L:120g。5.一种权利要求1至4中任意一项所述的清洗液的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：1)将浓硫酸全部倒入容器内，置于温度为250-350℃的加热台上加热0.5-1.5小时，然后将重铬酸钾缓慢加入容器内，并使用玻璃棒缓慢搅拌，待溶液变成深黄接近黑色时停止搅拌；2)将容器从加热台上取下，静置降温，然后将冷却的溶液缓慢倒入石英存储容器；3)再将硝酸倒入石英存储容器，搅拌并静置配制成清洗液。6.如权利要求5的制备方法，其特征在于，步骤1)中温度为300℃，加热时间为1小时。...

【专利技术属性】
技术研发人员：田坤，黄茂，丁时浩，罗洪静，莫才平，迟殿鑫，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第四十四研究所，
类型：发明
国别省市：重庆,50