一种四波长激光反射镜的制备方法技术

本发明专利技术属于高精密光学元件制备技术领域，具体涉及一种四波长激光反射镜的制备方法，该方法通过化学清洗、离子束溅射预清洗、四波长高反射膜系设计并利用离子束溅射技术沉积膜层、后处理等一系列物理和化学手段的综合运用得到的多波长点处高反射率介质薄膜反射镜。本发明专利技术中膜层设计只采用了高低折射率两种材料，且膜层制备过程只需一次沉积即可完成。本发明专利技术的反射镜在1064nm、532nm、355nm和266nm处钧具有较高反射率，采用本发明专利技术技术制备的反射镜能够在多波长激光器中稳定工作，抗激光损伤能力强，能够满足多波长输出激光器的应用要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术属于高精密光学元件制备
，具体涉及，该方法通过化学清洗、离子束溅射预清洗、四波长高反射膜系设计并利用离子束溅射技术沉积膜层、后处理等一系列物理和化学手段的综合运用得到的多波长点处高反射率介质薄膜反射镜。本专利技术中膜层设计只采用了高低折射率两种材料，且膜层制备过程只需一次沉积即可完成。本专利技术的反射镜在1064nm、532nm、355nm和266nm处钧具有较高反射率，采用本专利技术技术制备的反射镜能够在多波长激光器中稳定工作，抗激光损伤能力强，能够满足多波长输出激光器的应用要求。【专利说明】
本专利技术属于高精密光学元件制备
，具体涉及。
技术介绍
自1960年激光器出现以来，由于其独有的单色性、一致性，准直性等不可取代的特性，其在军事、加工、医疗和科学研究领域内得到了广泛应用。常用于激光测距、激光制导、激光打孔和切割、大气检测、激光遥感、眼科手术等方面。根据用途的不同，往往需要不同的激光波长，如在激光手术中针对不同病变需要选用不同波长的激光，以保证切除效果。和传统的单一波长激光器相比，多波长激光器可以实现在一台激光器上同时或者交替输出多个波长的激光，这样既在经济上省去了购置多台激光器的费用，又减小了占用空间、降低了操作维护成本。 多波长激光输出的实现，除了对同一工作物质里产生的多个波长激光进行频率选择的方式外，通过非线性光学效应也可以实现激光的变频。106411111、53211111、35511111和26611111四波长激光器实现过程为:通过倍频技术可将波长为1064=0的激光转换成波长为532=0的绿光，再通过倍频可得到波长为26611111的紫外光，波长为106411111的激光与波长为53211111的激光混频，可获得三次谐波35511111的激光。 多波长激光器的发展对其核心元件反射镜也提出了较高的要求，如上述的四波长激光器要求反射镜在四波长处均具有较高的反射率、低吸收和高抗损伤性能。这些光学性能是通过化学清洗、离子束溅射预清洗、高反射膜系优化设计并利用离子束溅技术沉积膜层、后处理等一系列物理和化学手段的综合运用来实现的。
技术实现思路
(一 )要解决的技术问题 本专利技术要解决的技术问题是:如何提供。 ( 二 )技术方案 为解决上述技术问题，本专利技术提供，其包括如下步骤: 步骤51:基板处理；使用化学与物理清洗处理方法，对基板进行化学处理，然后再利用超声波进行清洗，处理完成后用离心甩干机甩干；化学试剂包括盐酸、氨水、双氧水和去离子水； 步骤32:通过离子束溅射装置采用离子束溅射的方法制备膜层，所述离子束溅射装置包括射频离子源、基片架和靶材；溅射源为16(^离子源，其离子束压、离子束流的调整范围为3007?13007和150—?650—。 步骤33:基板预清洗；沉积前的本底真空度抽取到不大于1 X 10—3？3，在薄膜沉积前用12(^辅助离子源在低电流和低压条件下对基板清洗5?10-！！，以有效清除基板表面的杂质和增强薄膜与基板的表面附着力； 步骤34:靶材预清洗；在薄膜沉积前，使用16(^溅射离子源先清洗石英靶60?2008，再清洗金属铪靶1500?50008 ； 步骤35:膜系结构:基底材料选择石英，工作角度为45。，高折射率膜层材料选择把02，低折射率膜层材料选择3102，具体膜系结构为: 81113/5.89? 3.581 5.91? 3.561 5.82? 3.521 6.17? 3.221 6.32112.981 6.54?2.851 6.46? 2.941 6.46? 3.811 5.43? 3.791 2.47? 0.7212.24? 4.031 1.98? 0.911 2.47? 3.881 1.95? 0.961 2.38? 3.901 2.14111.061 2.07? 4.481 1.34? 1.211 2.98? 3.551 1.16? 1.361 2.92? 3.5611.07? 1.471 2.77? 1.051 0.92? 1.671 0.93? 2.9111.31? 1.221 0.99111.621 0.75? 3.331 1.00? 1.421 0.9111/八II'，其中！1、[分别代表 1/4波长光学厚度的高折射率膜层把02和低折射率膜层3102 ； 步骤36:后处理:升温速率不大于51加化，温度升至3001时保持时间为12?20小时； 其中，靶材为高纯度的金属铪靶，其0 360111111，纯度〉99.95% ；及紫外石英靶，其0360臟，纯度〉99.995%，工作时靶材平面法线与离子束入射方向为45。；为改善薄膜的厚度均匀性，工件架采用行星转动结构；氧气由外部通入到真空室靶表面，氧气流量的可调节范围0?508“111，氧气的纯度?99丨999%。 (三)有益效果 本专利技术通过一系列化学、物理手段的综合运用来实现106411111、53211111、35511111和266=0四波长处高反射率反射镜的制备，具体包括化学清洗、离子束溅射预清洗、四波长高反射薄膜设计、离子束溅射交替沉积多层高低折射率膜层、后处理等过程。本专利技术中膜层设计只采用了高低折射率两种材料，且膜层制备过程只需一次沉积即可完成。通过本方法制备的四波长反射镜具有反射率高、吸收小，以及较高的抗激光破坏性能，能够满足多波长输出激光器的应用要求。 【专利附图】【附图说明】 图1为四波长反射镜制备方法流程图。 图2为离子束溅射沉积系统示意图。 图3为四波长反射镜膜系设计曲线图。 图4为后处理温度时间曲线图。 图5为四波长反射镜测试曲线图。 【具体实施方式】 为使本专利技术的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本专利技术的【具体实施方式】作进一步详细描述。 为解决现有技术的问题，本专利技术提供，如图1所示，其包括如下步骤: 步骤51:基板处理；使用化学与物理清洗处理方法，对基板进行化学处理，然后再利用超声波进行清洗，处理完成后用离心甩干机甩干；化学试剂包括盐酸、氨水、双氧水和去离子水； 步骤32:通过离子束溅射装置采用离子束溅射的方法制备膜层，所述离子束溅射装置包括射频离子源、基片架和靶材；参阅图2。溅射源为16(3！！！离子源，其离子束压、离子束流的调整范围为3007?13007和150—?650—。 步骤33:基板预清洗；沉积前的本底真空度抽取到不大于1 X 10—3？3，在薄膜沉积前用12(^辅助离子源在低电流和低压条件下对基板清洗5?10-！！，可以有效清除基板表面的杂质和增强薄膜与基板的表面附着力； 步骤34:靶材预清洗；在薄膜沉积前，使用16(^溅射离子源先清洗石英靶60?2008，再清洗金属铪靶1500?50008 ； 步骤35:膜系结构:基底材料选择石英，工作角度为45。，高折射率膜层材料选择把02，它是一种常见高激光损伤阈值薄膜材料，有极好的化学稳定性和热稳定性，其透过波段可从近紫外到红外波段；低折射率膜层材料选择3102，其在较宽的波段都具有极低的吸收和良好的稳定性；具体膜系结构为: 81113/5.89? 3.581 5.91? 3.56本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种四波长激光反射镜的制备方法，其特征在于，其包括如下步骤： 步骤S1：基板处理；使用化学与物理清洗处理方法，对基板进行化学处理，然后再利用超声波进行清洗，处理完成后用离心甩干机甩干；化学试剂包括盐酸、氨水、双氧水和去离子水； 步骤S2：通过离子束溅射装置采用离子束溅射的方法制备膜层，所述离子束溅射装置包括射频离子源、基片架和靶材；溅射源为16cm离子源，其离子束压、离子束流的调整范围为300V～1300V和150mA～650mA。 步骤S3：基板预清洗；沉积前的本底真空度抽取到不大于1×10‑3Pa，在薄膜沉积前用12cm辅助离子源在低电流和低压条件下对基板清洗5～10min，以有效清除基板表面的杂质和增强薄膜与基板的表面附着力； 步骤S4：靶材预清洗；在薄膜沉积前，使用16cm溅射离子源先清洗石英靶60～200s，再清洗金属铪靶1500～5000s； 步骤S5：膜系结构：基底材料选择石英，工作角度为45°，高折射率膜层材料选择HfO2，低折射率膜层材料选择SiO2，具体膜系结构为： Sub/5.89H 3.58L 5.91H 3.56L 5.82H 3.52L 6.17H 3.22L 6.32H2.98L 6.54H 2.85L 6.46H 2.94L 6.46H 3.81L 5.43H 3.79L 2.47H 0.72L2.24H 4.03L 1.98H 0.91L 2.47H 3.88L 1.95H 0.96L 2.38H 3.90L 2.14H1.06L 2.07H 4.48L 1.34H 1.21L 2.98H 3.55L 1.16H 1.36L 2.92H 3.56L1.07H 1.47L 2.77H 1.05L 0.92H 1.67L 0.93H 2.91L 1.31H 1.22L 0.99H1.62L 0.75H 3.33L 1.00H 1.42L 0.91H/Air，其中H、L分别代表1/4波长光学厚度的高折射率膜层HfO2和低折射率膜层SiO2； 步骤S6：后处理：升温速率不大于5℃/min，温度升至300℃时 保持时间为12～20小时。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：季一勤，王利栓，姜玉刚，刘华松，姜承慧，赵馨，赵艳，
申请(专利权)人：中国航天科工集团第三研究院第八三五八研究所，
类型：发明
国别省市：天津;12