一种镀制激光高反膜的方法技术

本发明专利技术公开了一种镀制激光高反膜的方法，按一定比例混合几种常用高折射率单质薄膜材料，采用混合膜料镀制激光反射膜，使激光反射膜的抗损伤阀值和反射率大大提高；以该系列混合膜料作为高折射率材料，SiO2作为低折射率膜料镀制的激光反射膜，可使损伤阀值提高15％，吸收减小，机械强度增大，波长无飘移现象。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及真空镀膜
，尤其涉及。
技术介绍
目前，国际上报道的激光腔镜的最高反射率可以达到99. 999%，是采用离子束 溅射沉积技术制备的，运用这项技术可以很容易制备出反射率大于99. 99%，损耗低于 4. 0 X 10-6的全介质反射膜，主要应用于激光陀螺和高功率激光腔镜的研制。但是高的反射 率水平并不能直接反应反射镜抗激光损伤的强度，即激光高反射膜的损伤阀值。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了，激光反射膜的抗损伤阀值 和反射率大大提高。 本专利技术的，包括如下步骤： 步骤1、制作混合膜料H，其中混合膜料H选用混合材料Ti02: Ta205和Ta 205: Zr02 中的一种；其中，Ti02:Ta205的比例选为9:1、8:2或7:3 ;Ta 205:Zr02的比例选为9:1、8:2或 6:4 ;将SiOjt为膜料L ; 步骤2、对镀件进行镀膜，具体为：0)、将镀件置于真空镀膜机的真空室上部，通过转轴与真空室上壁连接，并可绕转 轴转动；离子源设置在镀件的下方，离子源的两侧分别设置环形坩埚和普通坩埚；其中环 形坩埚中盛放膜料H，其形状为圆环形凹槽，采用电子枪A产生的电子束对其进行照射；环 形坩埚可绕圆环形凹槽的中心轴转动；普通坩埚盛放膜料L，形状为圆形，采用电子枪B产 生的电子束对其进行照射；采用膜厚控制仪监测镀件的膜层厚度；1)、清理真空室，镀件采用超声波清洗；2)、环形i甘埚转速设定为0. 5r/min;镀件转速设定为5r/min，对其进行烘烤； 3)、设定镀件的膜系结构，共33层，其中单数层镀制膜料H，双数层镀制膜料L ;各 膜层厚度均为f光学厚度；其中，A表示镀件镀制完成后的工作波长的中心波长； 4)、开始对真空室抽真空，当真空度到达6. 0X10 3Pa后，镀件转速调整到12r/ min，离子源的充氧气值为6. Osccm ;真空度降至1. 0 X 10 2pa时，离子源的离子束流调节到 70mA ； 5)、电子枪B的光斑调成圆形光斑，开始蒸镀普通坩埚中的"H"膜料，蒸镀过程采 用膜层控制仪实时监控膜层厚度，当膜层厚度到达f光学厚度时时，停止蒸镀，此时第1层 蒸镀完成；然后，将电子枪A调成"一"字型光斑，并使光斑照射在环形凹槽的膜料L上，同 时保证光斑处于环形坩埚的圆形的一条直径上，然后开始蒸镀环形坩埚中的膜料L，蒸镀过 程监控膜层厚度，当膜层到达f光学厚度时，停止蒸镀，此时第2层蒸镀完成；如此反复以 上过程，直至第33层蒸镀完成； 6)、蒸镀完成后，将真空室降到室温后，取出镀件，并对镀件进行烘烤，烘烤温度为 300 °C，保持8-1 Oh后，室温取出。 述真空镀膜机选用ZZS900型镀膜机。 所述膜厚监测仪型号为INFIC0N公司的SQC310薄膜镀层控制仪。 较佳的，蒸发速率设置为：膜料H为0. 5nm/s，膜料L为0. 35nm/s。 较佳的，步骤2)中对镀件（3)的烘烤温度设定为300 °C，烘烤时间设定为40min。 本专利技术具有如下有益效果： (1)本专利技术按一定比例混合几种常用高折射率单质薄膜材料，采用混合膜料镀制 激光反射膜，使激光反射膜的抗损伤阀值和反射率大大提高。 (2)以该系列混合膜料作为高折射率材料，Si02作为低折射率膜料镀制的激光反 射膜，可使损伤阀值提高15%，吸收减小，机械强度增大，波长无飘移现象。【附图说明】图1为混合膜料折射率色散曲线。 图2为波长1064nm激光反射膜的透过率。 图3为波长632. 8nm激光反射膜的透过率。 图4为镀制工艺中工作单元位置关系。 其中，1-真空室，2-转轴，3-镀件，4-膜厚控制仪，5-离子源，6-环形坩埚，7-普通 谢埚，8-电子枪A，9-电子枪B，10-氧气口。【具体实施方式】 下面结合附图并举实施例，对本专利技术进行详细描述。 本专利技术包括混合膜料的制备和激光高反射膜的镀制工艺两部分，采用混合膜料极 大的降低了镀制工艺的难度。 (一）膜料制备和测试 1、选取三种常用的高折射率单质薄膜材料： Ti02的折射率在2. 2-2. 7之间，而且折射率大小极强的依赖于镀制方式和基体温 度，但是其致密性一般，激光破坏阀值低。 Ta205的折射率在2-2. 2之间，但是膜层致密性极高，填充密度趋于1，激光破坏阀 值略高与Ti02。 Zr02的折射率在1. 9-2. 1之间，致密性较差，折射率有负向性，但是它有较高的激 光破坏阀值。 2、制备不同比例混合膜料。为了避免膜料被污染，混合必须在极清洁的环境下进 行。 1)、将步骤1中所选定的三种单质材料晶体颗粒用天平分别称取各自的配比重 量，混合均匀； 2)、用玛瑙研磨后筛选成60目粉末； 3)、用油压机（压力250Kg/cm2,时间5-6分钟）压制成压片状膜料； 4)、250_300°C烘箱中烘烤 8-10 小时。 3、混合膜料折射率的色散 对于两种混合膜料镀制|光学厚度的膜层，混合材料Ti〇2:Ta20 5的比例为9:1， 8:2或7:3 ;混合材料Ta205: Zr02的比例为：和9:1，8:2或6: 4。 用不同混合比例混合膜料，镀制单层膜做实验，探索工艺条件，研究混合膜折射率 及其色散规律。具体如下：在基体上镀制f光学厚度膜层，用光度计测量出膜层在一定范围 内的光谱透射率，用椭偏仪测量出膜层的几何厚度，经过数据处理，得出一系列折射率值， 最后确定其膜层折射率色散系数，如表1。如图1所示，该图为几种常用的高折射率单质薄 膜材料按照不同比例混合制成的膜料的折射率色散曲线图。 表1不同比例混合材料薄膜的通用色散系数 注：色散方程为n2= A+B人2, A，B为色散系数。(二）激光高反射膜设计 膜系设计选用基体材料G为K9光学玻璃，选择混合材料Ti02: Ta205和Ta 205: Zr02 中的一种（比例关系也从（一）中测试的比例中选择一种）作为高折射率的混合膜料H， 本实施例选为Ta20 5:Zr02^# SiO 2作为低折射率材料L，大气折射率为A，设计软件采用 TFCalc35光学薄膜设计软件。激光高反射膜是膜系为GAHL) _16H/A的规整膜系，共计当前第1页1 2 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镀制激光高反膜的方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、制作混合膜料H，其中混合膜料H选用混合材料TiO2:Ta2O5和Ta2O5:ZrO2中的一种；其中，TiO2:Ta2O5的比例选为9:1、8:2或7:3；Ta2O5:ZrO2的比例选为9:1、8:2或6:4；将SiO2作为膜料L；步骤2、对镀件(3)进行镀膜，具体为：0)、将镀件(3)置于真空镀膜机的真空室(1)上部，通过转轴(2)与真空室上壁连接，并可绕转轴(2)转动；离子源(5)设置在镀件(3)的下方，离子源(5)的两侧分别设置环形坩埚(6)和普通坩埚(7)；其中环形坩埚(6)中盛放膜料H，其形状为圆环形凹槽，采用电子枪A(8)产生的电子束对其进行照射；环形坩埚(6)可绕圆环形凹槽的中心轴转动；普通坩埚(7)盛放膜料L，形状为圆形，采用电子枪B(9)产生的电子束对其进行照射；采用膜厚控制仪(4)监测镀件(3)的膜层厚度；1)、清理真空室(1)，镀件(3)采用超声波清洗；2)、环形坩埚(6)转速设定为0.5r/min；镀件(3)转速设定为5r/min，对其进行烘烤；3)、设定镀件(3)的膜系结构，共33层，其中单数层镀制膜料H，双数层镀制膜料L；各膜层厚度均为光学厚度；其中，λ表示镀件(3)镀制完成后的工作波长的中心波长；4)、开始对真空室(1)抽真空，当真空度到达6.0×10‑3Pa后，镀件(3)转速调整到12r/min，离子源(5)的充氧气值为6.0sccm；真空度降至1.0×10‑2pa时，离子源(5)的离子束流调节到70mA；5)、电子枪B(9)的光斑调成圆形光斑，开始蒸镀普通坩埚(7)中的“H”膜料，蒸镀过程采用膜层控制仪(4)实时监控膜层厚度，当膜层厚度到达光学厚度时时，停止蒸镀，此时第1层蒸镀完成；然后，将电子枪A(8)调成“一”字型光斑，并使光斑照射在环形凹槽的膜料L上，同时保证光斑处于环形坩埚(6)的圆形的一条直径上，然后开始蒸镀环形坩埚(6)中的膜料L，蒸镀过程监控膜层厚度，当膜层到达光学厚度时，停止蒸镀，此时第2层蒸镀完成；如此反复以上过程，直至第33层蒸镀完成；6)、蒸镀完成后，将真空室(1)降到室温后，取出镀件(3)，并对镀件(3)进行烘烤，烘烤温度为300℃，保持8‑10h后，室温取出。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：惠建平，魏春刚，李永庆，
申请(专利权)人：河北汉光重工有限责任公司，
类型：发明
国别省市：河北;13