专利名称：一种具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜的制作方法
技术领域：
本发明是涉及一种三倍频高反射膜，具体说，是涉及一种具有高激光损伤阈值的
三倍频高反射膜。
背景技术：
惯性约束聚变是最终解决人类能源的一个途径，而利用高功率激光驱动器实现惯 性约束聚变是目前正在研究的获得聚变能的重要途径之一。作为激光惯性约束聚变驱动 器的关键部件，光学薄膜元件的激光损伤不但会使光束质量降低，阻碍系统的最优化性能 发挥，严重时会发生连锁反应，导致其它光学元件的损伤，从而使整个系统崩溃，可以说，光 学薄膜的激光损伤阈值问题已经成为ICF技术进一步发展的瓶颈之一。数十年来，在大量 实验结果的基础上，对激光损伤问题的研究提出了多种损伤机制，虽然不具备统一性，但对 于改进工艺起了相当大的指导作用，也使得基频薄膜的抗激光损伤阈值上了一个很大的台 阶，基本上能满足系统设计的需求。但当高功率激光驱动器由基频激光向三倍频激光过渡
过程中，薄膜的激光损伤问题再次成为关注焦点，同时也成为三倍频激光驱动器设计中的 最大障碍。 对于三倍频激光而言，其波长处于大多数材料的截止带，材料本征吸收的增强和 光子能量的提高使得非线性吸收过程更加明显，影响薄膜激光损伤的缺陷尺度更小，甚至 可能会与晶格缺陷有关系，表现出有别于基频激光损伤的特有机制。三倍频光学薄膜的激 光损伤阈值相对基频激光更有明显的下降。三倍频高反射膜作为紫外激光系统中最常用的 光学元件之一，具有高激光损伤阈值的重要性就不言而喻了，但现有的三倍频高反射膜均 存在激光损伤阈值不高的缺陷，市场急需一种具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜。
发明内容
本发明的目的是提供一种具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，以满足市场需 求，克服现有的三倍频高反射膜存在的激光损伤阈值不高的缺陷。
为实现上述发明目的，本发明采用的技术方案如下 本发明的具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，是采用电子束蒸发方法制备而 得，其特征在于镀膜基底是K9或UBK7玻璃基底，膜料为Al203和MgF2的组合；镀膜过程中 本底真空度为4 X 10—3Pa 6 X 10—"Pa,镀A1203薄膜的工作气压为6. 5 X 10—3Pa 9 X 10—3Pa， 薄膜沉积温度为250°C 320°C ;镀膜后首先在真空室内对薄膜保温20 40分钟，然后在 真空室内对薄膜进行逐步降温退火处理。 退火处理条件是以每20分钟降温20°C、3. 5小时退火结束或以每25分钟降温 2(TC、直到真空室内温度低于IO(TC退火结束最优。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下 1、本发明的三倍频高反射膜的激光损伤阈值达到18. 5J/cm2 (355nm， 7ns)以上，且 薄膜的表面没有裂纹，薄膜的表面形貌得到大大改善，解决了现有的三倍频高反射膜存在的激光损伤阈值不高和薄膜的表面形貌不好、缺陷多的问题。 2、本发明的三倍频高反射膜的制备是在真空室内完成，可以同时处理多个样品， 不必增加新的设备，具有效率高、成本低且简单易操作优点，适合工业化实施。
具体实施例方式下面结合实施例对本发明作进一步详细、完整的说明 实施例1 采用超声波清洗UBK7玻璃基底，将基底在28(TC烘烤4小时；膜料为A1203和 MgF2的组合，A1203和MgFj莫料的配比就是按光学设计里普通高反射膜的设计，交替制备 入/4A1203和A /4MgF2，膜系为17 (HL) H， H和L分别代表入/4光学厚度的A1203和MgF2 ;使 用ZZSX-800F型镀膜机，镀膜过程中本底真空度为4.0X10—卞&，镀八1203薄膜的工作气压 为6. 5X10—3Pa ;镀膜后首先在真空室内对薄膜保温30分钟，然后在真空室内对薄膜进行退 火处理，退火处理条件是以每20分钟降温20°C、3. 5小时停止退火。 测试薄膜的激光损伤阈值，发现本发明的三倍频高反射膜的表面没有裂纹，激光 损伤阈值达18. 5J/cm2 (355nm， 7ns)。
实施例2 采用超声波清洗K9玻璃基底，将基底在28(TC烘烤4小时；膜料为A1203和MgF2的 组合，A1203和MgF2膜料的配比就是按光学设计里普通高反射膜的设计，交替制备A /4A1203 和入/4Mg&，膜系为17(HL)H，H和L分别代表A /4光学厚度的八1203和1%& ;使用ZZSX-800F 型镀膜机，镀膜过程中本底真空度为6. OX 10—3Pa，充氧气后镀A1203薄膜的工作气压为 9. OX 10—3Pa ;镀膜后首先在真空室内对薄膜保温30分钟，然后进行退火处理，退火处理条 件是以每25分钟降温2(TC、直到真空室内温度低于IO(TC。 测试薄膜的激光损伤阈值，发现本发明的三倍频高反射膜的表面没有裂纹，激光 损伤阈值达20. 6J/cm2 (355nm， 7ns)。
权利要求
一种具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，是采用电子束蒸发方法制备而得，其特征在于镀膜基底是K9或UBK7玻璃基底，膜料为Al2O3和MgF2的组合；镀膜过程中本底真空度为4×10-3Pa～6×10-3Pa，镀Al2O3薄膜的工作气压为6.5×10-3Pa～9×10-3Pa，薄膜沉积温度为250℃～320℃；镀膜后首先在真空室内对薄膜保温20～40分钟，然后在真空室内对薄膜进行逐步降温退火处理。
2. 根据权利要求1所述的具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，其特征在于退火 处理条件是以每20分钟降温20°C、3. 5小时退火结束。
3. 根据权利要求1所述的具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，其特征在于退火 处理条件是以每25分钟降温2(TC、直到真空室内温度低于IO(TC退火结束。
全文摘要
本发明公开了一种具有高激光损伤阈值的三倍频高反射膜，其是采用电子束蒸发方法制备而得，镀膜基底是K9或UBK7玻璃基底，膜料为Al2O3和MgF2的组合；镀膜过程中本底真空度为4×10-3Pa～6×10-3Pa，镀Al2O3薄膜的工作气压为6.5×10-3Pa～9×10-3Pa，薄膜沉积温度为250℃～320℃；镀膜后首先在真空室内对薄膜保温20～40分钟，然后在真空室内对薄膜进行逐步降温退火处理。本发明的三倍频高反射膜的激光损伤阈值达到18.5J/cm2以上，且薄膜的表面没有裂纹，薄膜的表面形貌得到大大改善，解决了现有的三倍频高反射膜存在的激光损伤阈值不高和薄膜的表面形貌不好的缺陷问题。
文档编号G02F1/355GK101710222SQ20091019841
公开日2010年5月19日 申请日期2009年11月6日 优先权日2009年11月6日
发明者占美琼 申请人:上海第二工业大学