本发明专利技术属于光学镀膜技术领域，具体指一种同时提高IAD镀制高反光学薄膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。其包括(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5。(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀。本发明专利技术大幅度提高激光损伤阈值和面形，而且所镀制的膜层致密好、吸收小、散射小、操作方法简单、产品指标稳定。
【技术实现步骤摘要】
一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法
本专利技术属于光学镀膜
，具体指一种同时提高IAD镀制高反光学薄膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。
技术介绍
随着工业(激光打标机、激光切割机)、医疗激光仪器和军事对激光器输出光功率和光斑质量的要求不断提高，对激光器腔镜高反膜的损伤阈值和面形提出了越来越高的要求，如何能够制备既能够具有高激光损伤阈值又能够满足高激光光束质量的全介质激光反射膜，成为国内外学者研究的热点，也是光学镀膜企业追求的目标。大多数企业和研究机构采用的是电子枪热蒸发的方法，此方法镀制的膜层比较疏松，表面缺陷严重，而少数企业选用离子束溅射(IBS)镀膜，但应力大，造成面形变化大，输出光斑质量达不到使用要求。一些企业机构采用镀制后后处理的方法提高损伤阈值，但阈值提高不明显，面形通过加热释放应力变化也不大，随着使用时间的加长会有反弹。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是如何克服现有技术的不足，提供一种从基底的加工、基底的清洗处理以及镀膜工艺的改进，通过试验调整离子源工作参数，从而改善沉积膜层的内部质量来提高高反膜激光损伤阈值和面形的镀制方法。本专利技术为实现上述目的采用的技术方案是：一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，包括以下步骤：(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5。(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀；(3)真空镀膜，将经步骤(2)处理的基片放入真空室内后，进行抽真空处理，在真空度达到5Pa时，对真空室及该基片进行加热处理，同时在30分钟内将温度均匀加热到150°，之后进行恒温处理，待真空室内的真空度达到1.0*10-3Pa时，对基片开始实行离子源清洗至少10分钟；基片清洗过后，采用离子辅助沉积的方法沉积TA2O5、Hf2O5和SiO2；(4)镀后处理，将步骤(3)镀膜后的基片进行应力消除处理；(5)成品测试，对步骤(4)中得到的消除应力后的基片进行弱吸收和激光损伤阈值进行测试，完成镀制工作。进一步，步骤2中对基片采用超声波清洗原液浸泡至少15分钟。进一步，步骤(3)中真空室中温度达到150°后，进行恒温40分钟处理。进一步，步骤(3)中采用的离子源的参数为：高纯氩气，流量15sccm，离子源阳极电压180v，阳极电流2.0A，中和电流0.2A，膜料氧化氧气流量为50sccm。进一步，步骤(2)和步骤(3)中均采用真空镀膜机来提供真空环境。进一步，步骤(3)中离子辅助沉积时的环境温度为150°，并且采用的离子辅助沉积的工作参数为：离子源阳极电压220v，阳极电流3.1A，中和电流0.3A，膜料氧化氧气流量为70sccm；电子枪的蒸发速率为Ta2O5：0.2nm/s、HfO2：0.2nm/s、SIO2：0.6nm/s；膜系设计为：1064HR；高折射率材料H为：Ta2O5，低折射率材料L为：SIO2，中折射率材料M为：HfO2，光学控制设计波长为1064nm，膜系结构HL(HL)^11MLMLMLM4L，保证光学厚度对1064都约是光学厚度L的整数倍。进一步，步骤(4)中消除基片的应力时采用如下步骤：先将产品放入高温箱，以1.5度/分钟的速率对高温箱进行加温，直至加热到300度；其次，恒温8小时；最后，以3度/分钟的速率进行降温，直至到达温度40度，完成高温后处理。本专利技术的优点在于大幅度提高激光损伤阈值和面形，而且所镀制的膜层常致密好、吸收小、散射小、操作方法简单、产品指标稳定。具体实施方式一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，包括以下步骤：(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5。(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂(按照酒精：乙醚呈1:2.5的比例配比)擦拭干净，放入真空室待镀；(3)真空镀膜，将经步骤(2)处理的基片放入真空室内后，进行抽真空处理，在真空度达到5Pa时，对真空室及该基片进行加热处理，同时在30分钟内将温度均匀加热到150°，之后进行恒温处理，待真空室内的真空度达到1.0*10-3Pa时，对基片开始实行离子源清洗至少10分钟；基片清洗过后，采用离子辅助沉积的方法沉积TA2O5、Hf2O5和SiO2；(4)镀后处理，将步骤(3)镀膜后的基片进行应力消除处理；(5)成品测试，对步骤(4)中得到的消除应力后的基片进行弱吸收和激光损伤阈值进行测试，完成镀制工作。并且上述镀制步骤中要在以下限定条件在进行：步骤(2)中对基片采用超声波清洗原液浸泡至少15分钟。步骤(3)中真空室中温度达到150°后，进行恒温40分钟处理。步骤(3)中采用的离子源的参数为：高纯氩气，流量15sccm，离子源阳极电压180v，阳极电流2.0A，中和电流0.2A，膜料氧化氧气流量为50sccm。步骤(2)和步骤(3)中均采用真空镀膜机来提供真空环境。步骤(3)中离子辅助沉积时的环境温度为150°，并且采用的离子辅助沉积的工作参数为：离子源阳极电压220v，阳极电流3.1A，中和电流0.3A，膜料氧化氧气流量为70sccm；电子枪的蒸发速率为Ta2O5：0.2nm/s、HfO2：0.2nm/s、SIO2：0.6nm/s；膜系设计为：1064HR；高折射率材料H为：Ta2O5，低折射率材料L为：SIO2，中折射率材料M为：HfO2，光学控制设计波长为1064nm，膜系结构HL(HL)^11MLMLMLM4L(H,M,L代表高中低折射率的镀膜材料，膜系结构是膜系设计的简写，表示不同材料的膜层的厚度和高低之间的匹配)，保证光学厚度对1064都约是光学厚度L的整数倍。步骤(4)中消除基片的应力时采用如下步骤：先将产品放入高温箱，以1.5度/分钟的速率对高温箱进行加温，直至加热到300度；其次，恒温8小时；最后，以3度/分钟的速率进行降温，直至到达温度40度，完成高温后处理。经过上述实施例进行镀制的成片，与改进前常规的成片进行对比，弱吸收由60ppm减小到8ppm，激光损伤阈值由15.2J/cm2提高到48.6J/cm2。在基片相同的情况下改进前镀膜测试面型λ/2，改进后镀膜测试面型优于λ/10。达到了预期要求。上述实施例只是为了说明本专利技术的技术构思及特点，其目的是在于让本领域内的普通技术人员能够了解本专利技术的内容并据以实施，并不能以此限制本专利技术的保护范围。凡是根据本
技术实现思路
的实质所作出的等效的变化或修饰，都应涵盖在本专利技术的保护范围内。本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5；(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀；(3)真空镀膜，将经步骤(2)处理的基片放入真空室内后，进行抽真空处理，在真空度达到5Pa时，对真空室及该基片进行加热处理，同时在30分钟内将温度均匀加热到150°，之后进行恒温处理，待真空室内的真空度达到1.0*10‑3Pa时，对基片开始实行离子源清洗至少10分钟；基片清洗过后，采用离子辅助沉积的方法沉积TA2O5、Hf2O5和SiO2；(4)镀后处理，将步骤(3)镀膜后的基片进行应力消除处理；(5)成品测试，对步骤(4)中得到的消除应力后的基片进行弱吸收和激光损伤阈值进行测试，完成镀制工作。
【技术特征摘要】
1.一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)基片加工，以紫外融石英为基片，通过水域超光滑抛光技术完成基片加工，使基片达到如下要求：粗糙度Ra值优于2埃，面型优于λ/15，光洁度优于10/5；(2)基片清洗，将步骤1中得到的基片放入超声波清洗原液中浸泡，取出后采用去离子水冲洗，然后用连续超声波槽进行超声波清洗，之后缓慢拉出水后，采用射灯烘烤，再用酒精乙醚试剂擦拭干净，放入真空室待镀；(3)真空镀膜，将经步骤(2)处理的基片放入真空室内后，进行抽真空处理，在真空度达到5Pa时，对真空室及该基片进行加热处理，同时在30分钟内将温度均匀加热到150°，之后进行恒温处理，待真空室内的真空度达到1.0*10-3Pa时，对基片开始实行离子源清洗至少10分钟；基片清洗过后，采用离子辅助沉积的方法沉积TA2O5、Hf2O5和SiO2；(4)镀后处理，将步骤(3)镀膜后的基片进行应力消除处理；(5)成品测试，对步骤(4)中得到的消除应力后的基片进行弱吸收和激光损伤阈值进行测试，完成镀制工作。2.根据权利要求1所述的一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，其特征在于：步骤2中对基片采用超声波清洗原液浸泡至少15分钟。3.根据权利要求2所述的一种提高光学器件激光损伤阈值和面形的IAD镀制方法，其特征在于：步骤(3)中真空室中温度达到150°后，进行恒温40分钟处理。4.根据权利要求3所述的一种提高光...
【专利技术属性】
技术研发人员：杨波，魏清晨，
申请(专利权)人：青岛韬谱光学科技有限公司，
类型：发明
国别省市：山东,37
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