CO2激光增透膜及其制备方法技术

本公开提供了一种CO2激光增透膜及其制备方法，所述CO2激光增透膜由基底层、第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层组成，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次设置有所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层；所述第一氟化镱层的膜层厚度和所述第二氟化镱层的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和。因此，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。激光增透膜的使用寿命。激光增透膜的使用寿命。

【技术实现步骤摘要】
CO2激光增透膜及其制备方法


[0001]本公开涉及激光增透膜领域，尤其涉及一种CO2激光增透膜及其制备方法。

技术介绍

[0002]目前，CO2激光技术已广泛用于工业、材料加工、医疗、军事和高科技等领域。这主要因为CO2激光器具有传输功率大的突出优点，而激光器功率的提高受诸如光学薄膜的激光光学元件破坏阈值的限制。所以，提高光学薄膜的激光破坏阈值是激光系统实现更高输出功率的关键。
[0003]光学薄膜特别是CO2激光增透膜，在高功率CO2激光光学系统中起着传输激光的重要作用。其抗激光损伤能力直接影响到激光器的输出能量和功率，是激光系统的关键组成部分。高功率激光器的性能在一定程度上取决于这些光学元件的性能。
[0004]CO2激光增透膜由于膜层设计等原因会存在各种缺陷。膜层的缺陷往往是导致激光光学元件抗激光损伤阈值偏低的主要原因。抗激光损伤阈值差是目前CO2激光增透膜普遍存在的不足，会影响CO2激光增透膜的透过率和使用寿命。

技术实现思路

[0005]鉴于现有技术存在的缺陷，本公开的目的在于提供一种CO2激光增透膜及其制备方法，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。
[0006]为了实现上述目的，一方面，本公开提供了一种CO2激光增透膜，所述CO2激光增透膜由基底层、第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层组成，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次设置有所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层；所述第一氟化镱层的膜层厚度和所述第二氟化镱层的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和。
[0007]在一些实施例中，所述第一硫化锌层的膜层厚度和所述第二硫化锌层的膜层厚度之和小于260nm。
[0008]在一些实施例中，所述第一氟化镱层的膜层厚度为所述第一硫化锌层的膜层厚度的8-20倍，所述第二氟化镱层的膜层厚度为所述第一氟化镱层的膜层厚度的0.8-1.8倍，且所述第一氟化镱层的膜层厚度为所述第二硫化锌层的膜层厚度的2-4倍。
[0009]在一些实施例中，所述第一氟化镱层的膜层厚度为400nm-600nm，所述第一硫化锌层的膜层厚度为30nm-50nm，所述第二氟化镱层的膜层厚度为500nm-700nm，且所述第二硫化锌层的膜层厚度为150nm-200nm。
[0010]在一些实施例中，所述基底层为硒化锌基底层。
[0011]在一些实施例中，所述CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％、所述CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％或者所述CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。
[0012]在一些实施例中，所述第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层通过蒸发镀膜的方式依次沉积于所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上。
[0013]为了实现上述目的，另一方面，本公开提供了一种CO2激光增透膜的制备方法，用于制备前述的CO2激光增透膜，所述CO2激光增透膜的制备方法包括步骤：将待镀膜的基底层放置于真空室内，在所述真空室内的压强为1.0
×
10-3
Pa-3.0
×
10-3
Pa、烘烤温度为100℃-150℃且恒温时间为10-30min的条件下，在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次沉积第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层。
[0014]在一些实施例中，通过离子源在所述基底层沿所述基底层的厚度方向的表面上依次蒸发沉积第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层，所述离子源为霍尔离子源，所述霍尔离子源的阳极电压为100V-300V，且所述霍尔离子源的阳极电流为0.5A-5A。
[0015]在一些实施例中，第一氟化镱层原材料的蒸发速率为10
±
0.5埃/秒，第一硫化锌层原材料的蒸发速率为12
±
0.5埃/秒，第二氟化镱层原材料的蒸发速率为10
±
0.5埃/秒，且第二硫化锌层原材料的蒸发速率为12
±
0.5埃/秒。
[0016]本公开的有益效果如下：
[0017]在根据本公开的CO2激光增透膜中，基底层上设置有低折射率的第一氟化镱层，第一氟化镱层上设置有高折射率的第一硫化锌层，第一硫化锌层上设置有低折射率的第二氟化镱层，第二氟化镱层上设置有高折射率的第二硫化锌层。第一氟化镱层和第二氟化镱层吸收小、抗激光效果好且产热低，通过控制第一硫化锌层和第二硫化锌层的膜层厚度，使第一氟化镱层的膜层厚度和第二氟化镱层的膜层厚度之和大于第一硫化锌层的膜层厚度和第二硫化锌层的膜层厚度之和以使第一硫化锌层和第二硫化锌层吸收小，来降低第一硫化锌层和第二硫化锌层的产热，从而降低CO2激光增透膜在使用时的产热，以提高CO2激光增透膜的使用寿命；从基底层的表面由内到外依次排列设置第一氟化镱层、第一硫化锌层、第二氟化镱层以及第二硫化锌层，通过这样的膜层结构设计来使CO2激光增透膜具有高透过率，因此，通过膜层结构的设计使CO2激光增透膜在使用时自身产热低且同时实现高透过率，以提高CO2激光增透膜的使用寿命。
附图说明
[0018]图1是根据本公开的CO2激光增透膜的结构示意图。
[0019]图2是根据本公开的CO2激光增透膜的第一实施例的透过率曲线图。
[0020]图3是根据本公开的CO2激光增透膜的第二实施例的透过率曲线图。
[0021]图4是根据本公开的CO2激光增透膜的第三实施例的透过率曲线图。
[0022]其中，附图标记说明如下：
[0023]1 基底层
[0024]2 第一氟化镱层
[0025]3 第一硫化锌层
[0026]4 第二氟化镱层
[0027]5 第二硫化锌层
[0028]T 基底层的厚度方向
具体实施方式
[0029]附图示出本公开的实施例，且将理解的是，所公开的实施例仅仅是本公开的示例，本公开可以以各种形式实施，因此，本文公开的具体细节不应被解释为限制，而是仅作为权利要求的基础且作为表示性的基础用于教导本领域普通技术人员以各种方式实施本公开。
[0030]为使本公开实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0031]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本公开的
的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CO2激光增透膜，其特征在于，所述CO2激光增透膜由基底层(1)、第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)组成，在所述基底层(1)沿所述基底层(1)的厚度方向(T)的表面上依次设置有所述第一氟化镱层(2)、第一硫化锌层(3)、第二氟化镱层(4)以及第二硫化锌层(5)；所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度和所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度之和大于所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度和所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度之和。2.根据权利要求1所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度和所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度之和小于260nm。3.根据权利要求1所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度的8-20倍，所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度为所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度的0.8-1.8倍，且所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度的2-4倍。4.根据权利要求3所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述第一氟化镱层(2)的膜层厚度为400nm-600nm，所述第一硫化锌层(3)的膜层厚度为30nm-50nm，所述第二氟化镱层(4)的膜层厚度为500nm-700nm，且所述第二硫化锌层(5)的膜层厚度为150nm-200nm。5.根据权利要求3所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述基底层(1)为硒化锌基底层。6.根据权利要求5所述的CO2激光增透膜，其特征在于，所述CO2激光增透膜在远红外10.6μm波段的透过率不小于99％、所述CO2激光增透膜在远红外10.2μm波段的透过率不小于99％或者所述CO2激光增透膜在远红外9.3μm波段的透过率不小于99％。7....

【专利技术属性】
技术研发人员：尹士平，刘克武，郭晨光，
申请(专利权)人：广东先导先进材料股份有限公司，
类型：发明
国别省市：