[发明专利]一种提高光学薄膜损伤阈值的大面激光薄膜制备装置

说明书

一种提高光学薄膜损伤阈值的大面激光薄膜制备装置，包括主控台、真空腔、膜料盘、膜料、膜料激发源、辅助源、工件盘、薄膜厚度控制系统、控温系统、膜厚均匀性修正系统、真空腔观察窗、光学基片，还包括实时激光拦截装置。本发明实施例提供的提高光学薄膜损伤阈值的大面激光薄膜制备装置，在现有技术基础上增加实时激光拦截装置，能够在镀膜过程中实时拦截并清理杂质颗粒。与现有技术相比，本发明实施例提供的装置可以实时拦截、清理杂质，实现边镀边提纯，同时增强化合反应达到理想化学计量比，提高光学薄膜的损伤阈值。

技术领域

本发明涉及光学元器件镀膜技术领域，尤其涉及一种提高光学薄膜损伤阈值的大面激光薄膜制备装置。

背景技术

高能激光凭借大能量的特点，在科研、国防、工业加工等领域具有重要应用。光学薄膜制备是限制高能激光能量/功率、光束质量等激光性能提升的关键技术之一，其原因在于：为降低光学器件表面菲涅尔损耗，提高光学器件透光性能，或为满足光束偏转、分光、偏振等要求，需在光学器件通光面镀制光学薄膜，光学薄膜需要承载高能量密度/功率密度高能激光的冲击，镀膜材料或者镀膜过程中的杂质粒子沉积在光学薄膜中，将吸收高能激光从而导致光学薄膜局部损伤，甚至导致整个光学薄膜的熔融、脱落等。因此，激光对光学薄膜元件的损伤是影响激光薄膜元件使用寿命的主因，也是限制激光向高功率、高能量方向发展的“瓶颈”。

现有提高光学薄膜损伤阈值薄膜的技术途径主要分为两类：镀膜前的杂质缺陷控制技术，薄膜后处理技术。其中

镀膜前的杂质缺陷控制技术，主要是在镀膜前对光学器件通光面进行处理，具体措施包括基片超光滑抛光、基片超声波清洗、离子束清洗技术、膜料激发方式/辅助激发等。镀膜前的杂质缺陷控制技术可以有效减少膜料沉积前光学器件通光面的表面污染，但无法解决沉积过程中形成的杂质缺陷问题。

薄膜后处理技术是镀膜完成以后，采用离子束照射或者退火处理对薄膜(含基底)进行进一步氧化处理，或者采用低于目标损伤阈值的激光照射对薄膜中表面或一定深度的杂质缺陷进行预破坏处理。薄膜后处理技术可以对沉积后的光学薄膜进行修复完善，但无法排除或者降低沉积过程中引入的杂质缺陷。

镀膜处理过程中涉及激光处理技术时，激光在处理过程中不能破坏团簇的范数稳定性，若破坏，可以通过离子束辅助予以消除。

因此，现有提高光学薄膜损伤阈值薄膜的技术途径存在以下问题：

由于靶材材料纯度以及制作工艺限制，光学镀膜的靶材中不可避免的存在杂质粒子；另外，镀膜设备腔体内部环境复杂性，薄膜沉积过程中，不可避免的引入杂质；上述杂质附着在光学薄膜中成为光学薄膜的组成部分，当高能激光通过镀有光学薄膜的光学器件时，杂质颗粒对于所承载的激光产生吸收，局部产热导致光学薄膜损伤；现有提高光学薄膜损伤阈值薄膜的技术途径无法消除上述过程产生的杂质颗粒导致的薄膜损伤。

发明内容

(一)本发明的目的

本发明的目的是为了提供一种提高光学薄膜损伤阈值的大面激光薄膜制备装置。

(二)技术方案