波長(zhǎng) 1064nm 脈沖激光高閾值反射膜的研制
波長(zhǎng) 1064nm 脈沖激光高閾值反射膜的研制
需要增透減反技術(shù)可以聯(lián)系我們上海工廠18917106313
上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專(zhuān)業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶(hù)提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
摘要：本研究聚焦于波長(zhǎng) 1064nm 脈沖激光高閾值反射膜的研制。通過(guò)對(duì)多種鍍膜材料和沉積工藝的篩選與優(yōu)化，采用電子束蒸發(fā)和離子輔助沉積相結(jié)合的技術(shù)，在特定基底上成功制備出高性能反射膜。對(duì)所制備反射膜的光學(xué)性能、抗激光損傷性能等進(jìn)行**表征，結(jié)果顯示在 1064nm 波長(zhǎng)處，反射率大于 99.5%，抗激光損傷閾值高達(dá) 80 J/cm2 以上，滿(mǎn)足高功率脈沖激光系統(tǒng)的嚴(yán)苛應(yīng)用需求，為相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)發(fā)展提供了關(guān)鍵支撐。
一、引言
在高功率脈沖激光系統(tǒng)中，如激光核聚變裝置、高能量密度物理實(shí)驗(yàn)設(shè)備以及工業(yè)高功率激光加工系統(tǒng)等，反射膜作為精密操縱激光束傳輸?shù)年P(guān)鍵元件，其性能優(yōu)劣直接決定了整個(gè)系統(tǒng)的輸出能量和光束質(zhì)量。1064nm 波長(zhǎng)的脈沖激光在眾多領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用，如 Nd:YAG 激光器常輸出此波長(zhǎng)激光用于材料加工、醫(yī)療美容等。然而，在高功率脈沖激光環(huán)境下，普通反射膜極易受到激光損傷，導(dǎo)致反射性能下降甚至完全失效，嚴(yán)重制約了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性 。因此，研制具備高反射率和高抗激光損傷閾值的 1064nm 反射膜成為該領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)與關(guān)鍵挑戰(zhàn) 。
高抗激光損傷閾值的反射膜要求膜層具備極低的缺陷密度、良好的微觀結(jié)構(gòu)均勻性以及較高的致密度，以有效承受高能量密度激光的沖擊。同時(shí)，在保證高損傷閾值的前提下，還需實(shí)現(xiàn)高反射率，確保激光能量的高效反射與利用。本研究旨在通過(guò)優(yōu)化鍍膜材料選擇、改進(jìn)沉積工藝等手段，研制出適用于 1064nm 脈沖激光的高性能高閾值反射膜。
二、實(shí)驗(yàn)部分
2.1 鍍膜材料選擇
綜合考慮材料的光學(xué)特性、熱穩(wěn)定性、機(jī)械性能以及與激光相互作用特性等因素，選用 HfO?作為高折射率材料，SiO?作為低折射率材料 。HfO?具有較高的折射率（在 1064nm 處約為 2.0 - 2.1），且在該波長(zhǎng)范圍內(nèi)吸收較小，其自身抗激光損傷性能較好 。SiO?折射率較低（在 1064nm 處約為 1.45），化學(xué)穩(wěn)定性高，與 HfO?組合可形成較為理想的高低折射率交替膜系 。此外，選擇表面粗糙度小于 1nm 的 K9 玻璃作為基底材料，其具有良好的光學(xué)均勻性和機(jī)械穩(wěn)定性，能夠?yàn)榉瓷淠さ纳L(zhǎng)提供上等基礎(chǔ) 。
2.2 沉積工藝
采用電子束蒸發(fā)和離子輔助沉積相結(jié)合的技術(shù)（IAD - EB）進(jìn)行薄膜制備 。實(shí)驗(yàn)在 Leybold 公司的 APS1504 鍍膜機(jī)中進(jìn)行，首先利用機(jī)械泵和 ROOTS 泵將真空室抽至 8Pa 的氣壓，再通過(guò)冷凝泵進(jìn)一步將氣壓降至 1.0×10?3 Pa 以下 。基片由真空室內(nèi)底部的四個(gè)石英加熱器進(jìn)行加熱，由于電子束加熱源材料時(shí)產(chǎn)生的輻射熱，會(huì)導(dǎo)致真空室內(nèi)溫度存在一定漂移，但當(dāng)設(shè)定加熱溫度在 200℃以上時(shí)，溫度漂移不超過(guò) 8℃ 。從室溫加熱到 200℃以上時(shí)，真空室內(nèi)氣壓會(huì)因出氣而上升近 2 個(gè)量級(jí)，因此加熱到設(shè)定溫度后需等待 5 - 6 小時(shí)，直至氣壓重新降回 1.0×10?3 Pa 以下方可進(jìn)行鍍膜 。
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上海卷柔新技術(shù)光電有限公司是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)光學(xué)儀器及其零配件的高科技企業(yè)，公司2005年成立在上海閔行零號(hào)灣創(chuàng)業(yè)園區(qū)，專(zhuān)業(yè)的光電鍍膜公司，技術(shù)背景依托中國(guó)科學(xué)院，卷柔產(chǎn)品主要涉及光學(xué)儀器及其零配件的研發(fā)和加工；光學(xué)透鏡、反射鏡、棱鏡，平板顯示，安防監(jiān)控等光學(xué)鍍膜產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)，為全球客戶(hù)提供上等的產(chǎn)品和服務(wù)。
采用德國(guó)薄膜制備工藝，形成了一套具有嚴(yán)格工藝標(biāo)準(zhǔn)的閉環(huán)式流程技術(shù)制備體系，能夠制備各種超高性能光學(xué)薄膜，包括紅外薄膜、增透膜，ARcoating,激光薄膜、特種薄膜、紫外薄膜、x射線薄膜，應(yīng)用領(lǐng)域涉及激光切割、激光焊接、激光美容、醫(yī)用激光器、光學(xué)科研，紅外制導(dǎo)、面部識(shí)別、VR/AR應(yīng)用,博物館，低反射櫥窗玻璃，畫(huà)框，工業(yè)燈具照明，廣告機(jī)，點(diǎn)餐機(jī)，電子白板，安防監(jiān)控等。卷柔新技術(shù)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的全自動(dòng)生產(chǎn)線【sol-gel溶膠凝膠法鍍膜線】，這條生產(chǎn)線能夠生產(chǎn)全球先進(jìn)的減反射玻璃。鍍膜版面可達(dá)到2440*3660mm，玻璃厚度從0.3mm到12mm都可以,另外針對(duì)PC,PMMA方面的增透膜也具有量產(chǎn)生產(chǎn)能力。ARcoating減反膜基本接近無(wú)色,色彩還原性好，并且可以避免了磁控濺射的缺點(diǎn)，鍍完增透膜后玻璃可以做熱彎處理和鋼化處理以及DIP打印處理。這個(gè)難度和具有很好的應(yīng)用性，新意突出，實(shí)用性突出，濕法鍍膜在價(jià)格方面也均優(yōu)于真空磁控的干法。
卷柔減反射(AR)玻璃的特點(diǎn):高透,膜層無(wú)色,膜硬度高,抗老化性強(qiáng)(耐候性強(qiáng)于玻璃),玻璃長(zhǎng)期使用存放不發(fā)霉,且有一定的自潔效果.AR增透減反膜玻璃產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于**文博展示、低反射幕墻、廣告機(jī)玻璃、節(jié)能燈具蓋板玻璃、液晶顯示器保護(hù)玻璃等多行業(yè)。
我們的愿景：卷柔讓光學(xué)更具價(jià)值！
我們的使命：有光的地方就有卷柔新技術(shù)！
我們的目標(biāo)：以高質(zhì)量的產(chǎn)品，優(yōu)惠的價(jià)格,貼心的服務(wù)，為客戶(hù)提供優(yōu)良的解決方案。
上海卷柔科技以現(xiàn)代鍍膜技術(shù)為核心驅(qū)動(dòng)力，通過(guò)鍍膜設(shè)備、鍍膜加工、光學(xué)鍍膜產(chǎn)品服務(wù)于客戶(hù)，努力為客戶(hù)創(chuàng)造新的利潤(rùn)空間和競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，為中國(guó)的民族制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)力量。
