[发明专利]一种熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜层清洗方法

说明书

本发明涉及强激光光学元件加工技术，公开了一种熔石英光学元件表面Sol‑gel减反射膜层清洗方法，实施步骤包括：测量待清洗样品表面Sol‑gel减反射膜的膜层厚度h；使用玻璃夹具对待清洗样品进行装夹；将待清洗元件连同玻璃夹具装入离子束机床工作腔内；将离子束机床工作腔抽真空，然后通入惰性气体；对待清洗样品进行一次惰性气体离子束干法清洗工艺去除待清洗样品表面膜层厚度h的Sol‑gel减反射膜层。本发明工艺流程简单、可操作性强、能保证清除熔石英表面Sol‑gel减反射膜层，并确保在清洗的过程中改善表面质量，不产生含放射性污染的含氚废液。

技术领域

本发明涉及强激光光学元件加工技术，具体涉及一种熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜层清洗方法，用于去除熔石英表面Sol-gel凝胶减反射膜层。

背景技术

熔石英是高功率激光装置中应用最普遍的光学材料。在光学系统中，熔石英材料被广泛应用于制备透镜、窗口和屏蔽片等光学元件，并镀Sol-gel减反射膜增强光学性能。但是熔石英元件常处于高通量强激光辐射下，元件表面及材料内部会发生一系列不可逆的、灾难性的激光诱导损伤，当元件损伤点面积总和超过一定比例后，元件将视为彻底损坏而下架。

下架后的熔石英光学元件进入返修阶段首先就要去除表面Sol-gel减反射膜层，目前去除熔石英元件表面Sol-gel减反射膜层的方法主要以化学湿刻蚀这类膜层清洗方式为主。由于长期运用于高功率激光装置，下架后熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜内含大量氚等放射性污染，一片下架的窗口元件在一个化学湿法刻蚀去除放射性膜层过程中会产生将近500L含氚废液。这些含氚废液环境危害大，处理成本高，难度大。因此，急需要引入新型的不产生含氚废液的Sol-gel凝胶减反射膜层清洗工艺来解决这些技术问题。

惰性气体离子束干法清洗是利用一定能量的惰性气体离子束流轰击样品表面，通过与样品表面的原子或分子发生碰撞进行能量交换，当原子或分子获得的能量足以脱离表面时就实现了元件表面材料的原子量级去除。惰性气体离子束干法清洗是一种可控的，高稳定性的，干法清洗工艺，去除待清洗元件表面反射性污染物的同时，不会产生难处理的含氚废液。这种方法不仅可以保持光学元件表面面形精度，改善表面粗糙度，还不会在清洗过程中破坏基体材料，是一种无损清洗方式，有望成为下架后熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜清洗的新方法。目前，惰性气体离子束干法清洗技术用于下架后熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜清洗尚未见相关报道。

发明内容

本发明要解决的技术问题：针对现有技术的上述问题，提供一种熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜层清洗方法，本发明为能满足下架后熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜清洗的干法刻蚀工艺，能去除表面减反射膜的同时不恶化元件表面粗糙度，保持熔石英表面面形精度，具有工艺流程简单、可操作性强的优点。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种熔石英光学元件表面Sol-gel减反射膜层清洗方法，实施步骤包括：

1)测量待清洗样品表面Sol-gel减反射膜层的膜层厚度h；

2)使用玻璃夹具对待清洗样品进行装夹；

3)将待清洗元件连同玻璃夹具装入离子束机床工作腔内；

4)将离子束机床工作腔抽真空，然后通入惰性气体；

5)对待清洗样品进行一次惰性气体离子束干法清洗工艺，去除待清洗样品表面膜层厚度h的Sol-gel减反射膜层。

优选地，步骤1)的详细步骤包括：

1.1)采用分光光度计对待清洗样品表面透射率进行测量得到透射率光谱；

1.2)根据透射率光谱确定最高透射率所在的波长λ_max；