专利名称：高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法
技术领域：
本发明属于一种二氧化硅膜的制备方法，具体地说涉及一种高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法。
SiO2膜因具有较低的折射率而被用在强激光武器的光学元件上。其制备方法通常有物理法和化学法，其中物理法因苛刻的实验条件及复杂昂贵的设备而受限制。化学法一般多采用溶胶---凝胶法。实验条件温和，设备简单，从而倍受化学者的青睐。Ian M.Thomas通过溶胶---凝胶法制备出减反射SiO2膜，其单面涂层后的透过率接近96％。其中1064nm Ins脉冲波的条件下的激光损伤阈值为15J/cm2[Applied.Optics.25(1986)1484]。该膜层的抗激光损伤阈值低，且不具有疏水性，于空气中久置时受潮气的影响，使用寿命大大缩短。一欧洲专利(EP 0513727A2)以Si(OR)4和氟烷基硅氧烷为原料制备出疏水的SiO2膜，膜与水的接触角可达110°，但该专利没有涉及激光应用方面的数据。法国的H.G.Floch和P.F.Belleville等人采用溶胶---凝胶法制备出疏水的“Flucosil”减反射涂层[French Patent No9110519；J.Sol-Gel Sci.&Technol.,1(3),293(1994)]，该涂层在1064nm和355nm的激光损伤阈值(3ns)分别仅为26J/cm2和12J/cm2。
本发明的发明目的是提供一种具有高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法。
本发明的制备方法如下(1)镀膜液的制备将原料Si(OR)4、R′xSi(OR)4-x、无水乙醇、水和催化剂，按摩尔比Si(OR)4∶R′xSi(OR)4-x∶无水乙醇∶水∶催化剂=1∶0.1-5∶10-100∶1-10∶0.001-0.2在常温下搅拌均匀；其中x=1或2，R是甲基、乙基、丙基；R′是甲基、乙基、乙烯基和氟烷基；(2)老化，将镀膜液在老化温度为0-70℃下老化时间为10-120天；
(3)镀膜，采用常规的旋转镀膜法，提拉法和弯月面法进行单面或双面镀膜。
如上所述的制备镀膜液的原料还包括有添加剂，原料摩尔比为Si(OR)4∶R′xSi(OR)4-x∶无水乙醇∶水∶催化剂∶添加剂=1∶0.1-5∶10-100∶1-10∶0.001-0.2∶0.001-0.05。
如上所述的催化剂是氨水或盐酸。
如上所述的添加剂是聚乙烯吡咯烷硐类或聚乙二醇类高分子化合物。
本发明与现有技术相比具有如下优点1．设备简单，制备条件温和，易操作；2．基底上镀本发明的膜层以后，透光率增加，疏水性能好，同时提高膜层的抗激光损伤阈值。
实施例1．(1)镀膜液的制备将10ml Si(OC2H5)4和7.68ml(CH3)2Si(OC2H5)2与52ml无水乙醇、2.42ml 1N氨水搅拌混匀；(2)老化将所得混合均匀的溶液置于密闭容器中，60℃老化15天。
(3)镀膜采用旋转镀膜法，即将溶胶滴于高速旋转的基片上，保持1min即可得到合乎要求的疏水增透耐激光SiO2膜。
(4)评价用FACE接触角计(コソタケタソダル一タ)测定膜与水的接触角θ，依此来表征膜的疏水性之优劣。膜层的光学透过率Tc(％)由PC2501 UV/VIS光谱仪测量。将膜层在1064nm处用1ns脉冲的激光进行打靶10次，以坏数为0的数值作为该膜层的激光损伤阈值LDT。θ、Tc和LDT数据见表1。
实施例2(1)将5ml Si(OC2H5)4、1.92ml(CH3)2Si(OC2H5)2与104.3ml无水乙醇、0.6ml 6N氨水及0.25gPEG200搅拌混匀；(2)老化将所得混合均匀的溶液置于密闭容器中，20℃老化一个月。
重复实施例1的(3)和(4)。
实施例3(1)将10ml Si(OC2H5)4、3.4ml CF3(CF2)5CH2CH2Si(OC2H5)3与26ml无水乙醇、8ml 0.05N盐酸搅拌混匀；(2)老化将所得混合均匀的溶液密封保存，置于20℃老化2个月。
重复实施例1的(3)和(4)。
实施例4(1)镀膜液的制备同实施例2。
(2)老化将所得混合均匀的溶液置于密闭容器中，20℃老化1个月。
(3)镀膜将所得溶胶采用提拉法进行双面镀膜。
重复实施例1的(4)。
实施例5(1)镀膜液的制备将5mlSi(OCH3)4、3.84ml(CH3)2Si(OC2H5)2与130ml无水乙醇、1.22ml 3N氨水和0.5gPVP搅拌混匀；(2)老化将所得混合均匀的溶液置于密闭容器中，20℃老化2个月。
重复实施例1的(3)和(4)。
实施例6(1)镀膜液的制备将10ml Si(OC2H5)4、7.68ml(CH3)2Si(OC2H5)2与104.3ml无水乙醇、0.1ml 0.6N盐酸搅拌混匀；(2)老化将所得混合均匀的溶液置于密闭容器中，20℃老化一个月。
重复实施例1的(3)和(4)。表权利要求
1．一种高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法，其特征在于包括如下步骤(1)镀膜液的制备将原料Si(OR)4、R′xSi(OR)4-x、无水乙醇、水和催化剂，按摩尔比Si(OR)4∶R′xSi(OR)4-x∶无水乙醇∶水∶催化剂=1∶0.1-5∶10-100∶1-10∶0.001-0.2在常温下搅拌均匀；其中x=1或2，R是甲基、乙基、丙基；R′是甲基、乙基、乙烯基和氟烷基；(2)老化，将镀膜液在老化温度为0-70℃下老化时间为10-120天；(3)镀膜，采用常规的旋转镀膜法，提拉法和弯月面法进行单面或双面镀膜。
2．如权利要求1所述的一种高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法，其特征在于所述的制备镀膜液的原料还包括有添加剂，原料摩尔比为Si(OR)4∶R′xSi(OR)4-x∶无水乙醇∶水∶催化剂∶添加剂=1∶0.1-5∶10-100∶1-10∶0.001-0.2∶0.001-0.05。
3．如权利要求2所述的一种高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法，其特征在于所述的添加剂是聚乙烯吡咯烷硐类或聚乙二醇类高分子化合物。
全文摘要
一种高抗激光损伤阈值疏水增透二氧化硅膜的制备方法,是将原料Si(OR)
文档编号G02B1/10GK1304050SQ00102468
公开日2001年7月18日 申请日期2000年3月10日 优先权日2000年3月10日
发明者孙予罕, 张晔, 吴东, 章斌, 范文浩 申请人:中国科学院山西煤炭化学研究所