一種低損耗高可靠性反射鏡的製作方法

2023-05-27 18:34:16

專利名稱：一種低損耗高可靠性反射鏡的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種反射鏡，尤其關於一種高可靠性低損耗高可靠性反射鏡。
背景技術：
反射鏡是雷射陀螺的核心器件之一，在環形雷射陀螺中，通過若干反射鏡的控制將雷射約束在腔內以形成環形雷射迴路，而發射鏡在諧振腔內的性能穩定性及反射鏡散射參數是影響陀螺精度的主要因素之一。因此，要求雷射陀螺諧振腔內的反射鏡薄膜擁有高的雷射穩定性、等離子穩定性，及熱穩定性；削弱反射鏡散射參數對環形雷射陀螺漂移精度的負面作用。為此，需要研製低散射高可靠性反射鏡。現有技術是利用雙離子拋光技術在納米級石英玻璃基底上交替鍍制規整四分之一工作波長的若干層高低折射率材料，外層為TiO2或者SiA材料。但是由於雷射陀螺諧振腔內的工作環境惡劣，現有反射鏡薄膜在等離子功率200W時，300sec的工作時間內，損耗就有約20ppm的增幅，同時，反射鏡薄膜(外層為TiO2材料)在250°C時開始出現膜裂現象，在雷射陀螺諧振腔內長時間工作出現陀螺出光微弱甚至不出光的現象，導致陀螺故障。 因此在削弱薄膜散射的同時，提高反射鏡抗雷射損傷閾值、抗等離子放電閾值及熱穩定性就顯得十分的重要。

發明內容
為了解決現有技術反射鏡環境穩定性差的情況，本發明提供了一種抗雷射閾值高、抗等離子環境能力強，散射損耗小的高可靠性反射鏡。本發明提供如下技術方案一種低損耗高可靠性反射鏡，其包括石英基底，在石英基底上鍍制高低折射率層相互交疊的規整四分之一工作波長高反射膜系，所述高反射膜系最外側的高折射率層上設有一層極薄的HfO2薄膜。所述高反射膜係為Sub/(HL)~n xH(l_x)M/Air，其中 η 為 7 13，χ 為 0. 8 0. 95， H 為 TiO2, L 為 SiO2, M 為 HfO20所述HfO2薄膜的折射率範圍為1. 8 2. 05，其光學厚度為四分之一工作波長的 1-x 倍。反射鏡鍍膜完成後，先常溫升至340°C耗時四小時，然會恆溫340°C保持6小時，之後隨封閉烘箱自然降溫至常溫。本發明技術效果採用本發明在納米級石英基底上製備的反射鏡具備IOppm 量級的極低損耗、極低散射，並具有高的抗雷射損傷閾值、340°C以內的熱穩定性，及在 200ff/15000Sec內的耐等離子放電環境下保持光學參數恆定，在陀螺諧振腔內工作性能穩定，能夠滿足高精度雷射陀螺的應用要求。


圖1雙離子束濺射鍍膜示意圖2反射鏡膜繫結構示意圖；圖3反射鏡膜後處理溫度時間曲線圖，其中，1-石英基底、2-主離子源、3-輔助離子源、4-靶材、5-高反射膜系、6_Η 2 薄膜、7-石英基底。
具體實施例方式下面通過具體實施例對本發明作進一步的說明本發明在納米級石英基底上採用雙離子束濺射沉積工藝交替鍍制規整的四分之一工作波長Ti02/Si&薄膜高反膜系5，並在最外層鍍制一層極薄的空氣界面層材料HfO2, 鍍制完成後對反射鏡薄膜在空氣中進行340°C /6h的後處理工藝。請參閱圖1，其是雙離子束濺射沉積鍍膜示意圖。其主離子源2與靶材4正對，輔助離子源3朝向納米級石英基底1，且靶材4成45°傾角朝向納米級石英基底1。在反射鏡襯底上鍍制基礎膜系SuV(HL) "η χΗ時，所採用的雙離子束沉積工藝與現有技術一致；鍍制(l-x)M時的雙離子束工藝參數如下表1所示
權利要求
1.一種低損耗高可靠性反射鏡，其包括石英基底，其特徵在於在石英基底上鍍制高低折射率層相互交疊的規整四分之一工作波長高反射膜系，所述高反射膜系最外側的高折射率層上設有一層極薄的HfO2薄膜。
2.根據權利要求1所述的低損耗高可靠性反射鏡，其特徵在於，所述高反射膜係為 Sub/ (HL) "η χΗ(1-χ)M/Air，其中 η 為 7 13，χ 為 0. 8 0. 95，H 為 TiO2, L 為 SiO2, M 為 HfO2。
3.根據權利要求2所述的低損耗高可靠性反射鏡，其特徵在於所述HfO2薄膜的折射率範圍為1. 8 2. 05，其光學厚度為四分之一工作波長的1-χ倍。
4.根據權利要求1至3任一項所述的低損耗高可靠性反射鏡，其特徵在於，反射鏡鍍膜完成後，先常溫升至340°C耗時四小時，然會恆溫340°C保持6小時，之後隨封閉烘箱自然降iS至吊ilm ο
全文摘要
本發明涉及一種離子束濺射製備的雷射陀螺使用的高可靠性反射鏡。本發明是在納米級石英基底上採用雙離子束濺射沉積工藝交替鍍制規整的四分之一工作波長TiO2/SiO2薄膜高反膜系，並在最外層鍍制一層極薄的空氣界面層材料HfO2，鍍制完成後對反射鏡薄膜在空氣中進行340℃/6h的後處理工藝。本發明反射鏡呈現極低損耗、極低散射，並具有高的抗雷射損傷閾值、340℃以內的熱穩定性，及良好的耐等離子放電環境能力，在等離子能量200w的環境內，反射鏡可以保持15000Sec以上的光學性能穩定。採用本發明技術製備的反射鏡，在陀螺諧振腔內工作性能穩定，具有高的環境可靠性，能夠滿足高精度雷射陀螺的應用要求。
文檔編號G02B5/08GK102338899SQ20111030056
公開日2012年2月1日 申請日期2011年9月29日 優先權日2011年9月29日
發明者劉希強, 單凡, 張振輝, 李縣洛, 蘇宇, 薛青雲, 陳勇, 陳帛雄 申請人:中國航空工業第六一八研究所