一種光學基片鍍膜前的清洗方法
【專利摘要】本發明涉及一種光學基片鍍膜前的清洗方法。該操作方法采用正庚烷代替乙醚和乙醇按一定比例配成混合清洗液，滴在光學清洗無塵布上對光學石英玻璃進行擦拭清洗。在高亮度光學檢測燈的照射下，觀察基片的去污情況，從而達到基片清潔的目的。用此方法清洗鍍膜前的光學基片可以提高光學薄膜的附著力和增強薄膜的抗激光損傷閾值，提高光學薄膜的使用壽命。
【專利說明】一種光學基片鍍膜前的清洗方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及光學清洗領域，具體為石英玻璃基底鍍膜前的清洗方法。
【背景技術】
[0002]激光薄膜沉積是制備激光系統中光學元件的重要環節，其質量和性能是影響和保證整個系統性能的重要因素。隨著大能量、大功率激光系統的發展，光學元件清潔表面的獲得與保持變得越來越重要。激光慣性約束驟變裝置如美國諾瓦(Nova)裝置、美國國家點火裝置(NIF)、中國神光系列裝置等，其中都包含有大量的激光器件和光學元件。這些高功率激光系統對激光薄膜提出了更高的要求，特別是損傷閾值的提高。探索如何在薄膜制備中引入新的工藝手段和技術，如何制備出高性能、高功率的激光薄膜是目前迫切需要研究的課題。
[0003]要想獲得具有良好特性的光學薄膜，不但與自身的沉積工藝相關，而且也與基片本身的質量(如有無汽泡，針眼)和拋光水平(表面粗糙度，面型等)及基片鍍膜前的最終處理技術密切相關。從目前的使用情況來看，國內提供的激光薄膜的損傷閾值與國際水平仍有較大差距，而造成這個差距的原因之一就是對基底鍍膜前表面的清潔技術研究不夠深入。目前對光學基片清洗主要使用乙醇和乙醚的混合液，使用這種混合液清洗容易在基片表面形成霧膜，影響基片鍍膜后的光學性能和膜層與基片的附著力。
【發明內容】
[0004]本發明涉及一種光學基片鍍膜前的清洗方法。
[0005]該操作方法采用正庚烷和乙醇按比例配成的混合液，滴在光學清洗無塵布上對光學石英玻璃進行擦拭清洗。在高亮度光學檢測燈照射下，觀察基片的去污情況，從而達到基片清潔的目的。用此方法清洗鍍膜前的光學石英基片對提高薄膜的附著力和增強薄膜的抗激光損傷閾值有著重要的意義。
[0006]對發明新穎性和創造性說明:
[0007]傳統的乙醚乙醇清洗液，擦拭基片時極易形成霧膜(這種霧膜有時用肉眼很難分辨，鍍膜后明顯，尤其對石英基底)，直接影響基片鍍膜后的質量，且乙醚的氣味刺鼻，對人體呼吸道粘膜和神經方面影響較大。正庚烷也為揮發性有機溶劑，但氣味較乙醚小很多，對人體刺激性較輕微。而單獨用正庚烷擦拭時，基底容易吸附擦拭布上或空氣中的灰塵，導致鍍膜后的基底有針孔現象，影響薄膜的光學特性，加入少量的乙醇可中和這種類似的“靜電吸附現象”。因此，用這種混合清洗液加上專業的擦拭手法來清洗光學石英基片，可獲得潔凈的基底表面，有效提高薄膜的附著力和增強薄膜的抗激光損傷閾值。
[0008]發明的效果:
[0009]利用本發明方法對石英基底進行清洗，提高了薄膜的光學性能，增加了薄膜與基片的附著力，對增強薄膜的抗激光損傷閾值有著重要的意義。【具體實施方式】
[0010]1、實驗片分為樣品I和樣品2兩個樣品，同樣都采用光學石英玻璃JGS3，口徑100mm，利用zygo輪廓儀測量樣品I的表面粗糙度為0.567nm,樣品2為0.565nm。
[0011]2、樣品I采用本發明方法正庚烷和乙醇按4:1體積比例配成的混合有機溶劑，在高亮度光學檢測燈(BRAUN NOVAMAT E130)的照射下，用光學無塵布對其擦試清洗，五分鐘后得到基片潔凈要求(每三平方厘米麻點顆粒小于I顆，肉眼看上去基本無油污，灰塵等)；樣品2采用傳統的乙醚和乙醇按1:1體積比例配成的混合有機溶劑利用同樣方法對其進行擦試清洗，八分鐘后得到同樣標準潔凈要求(相比用正庚烷和乙醇溶劑來說，乙醚和乙醇擦試時效率慢，去污力弱，雖然八分鐘后在檢測燈下觀察與樣品I外觀標準一致，但用此種溶劑擦試基片最后在基片表面留下的霧膜是鍍膜前觀測不到的，只有鍍完膜后才看得出來)
[0012]3、利用VECO離子束濺射鍍膜機對以上兩樣片鍍Ta205/Si02為材料633nm ;1315nm高反膜，膜系為0.481 (HL)A7(HL) Λ 18H,裝夾時兩樣品位置于行星夾具上相對稱，從而保證兩樣片均勻性一致。
[0013]實驗結果:
[0014]1、外觀:在高亮度光學檢測燈(BRAUNNOVAMAT Ε130)下觀察，樣品I表面均勻光滑，無灰塵顆粒；樣品2有輕微霧膜，導致外觀膜層不通透，邊緣大約I平方厘米起皮。
[0015]2、反射率:利用光腔衰蕩法測試樣品I鍍膜后反射率可達99.99%，而樣品2反射率只有99.91%。
[0016]3、表面粗糙度:利用zygo輪廓儀測量樣品I的表面粗糙度為0.367nm,而樣品2為
0.483nm。
[0017]4、薄膜的附著力:對薄膜的附著力的檢測采用了剝落實驗(用SCOtCh3M膠帶覆在薄膜上，然后觀察剝離后薄膜是殘留在基片上還是從基片上被剝落，由此可以推斷附著力的大小)。實驗結果表明，樣品I經過100次還未剝落。而樣品2經過70次就已經剝落了。
[0018]5、薄膜的抗激光損傷閾值:對膜層進行了飛秒激光損傷閾值測試，測量的脈寬為300fs，樣品I測試結果為0.35J/cm2，而樣品2為0.25J/cm2。
[0019]結果表明，用本發明方法清洗鍍膜前光學石英基片，鍍膜后基片外觀良好，反射率增加，附著力增加，抗激光損傷閾值也得到了明顯提高。
【權利要求】
1.一種光學基片鍍膜前的清洗方法，其特征在于: 采用正庚烷和乙醇的混合液作為光學基片清洗液，于光學基片鍍膜前對光學基片進行擦拭清洗。
2.按照權利要求1所述的清洗方法，其特征在于:該光學基片清洗液主要由正庚烷和乙醇組成；清洗液中正庚烷體積含量為70%~90%，乙醇的體積含量為10%~30%。
3.按照權利要求1或2所述的清洗方法，其特征在于:該光學基片清洗液主要由正庚烷和乙醇組成；清洗液中正庚烷最佳體積含量為75-85%，乙醇最佳體積含量為15-25%。
4.按照權利要求1所述的清洗方法，其特征在于: 于光學基片的鍍膜前，采用正庚烷和乙醇配成的混合清洗液，滴在光學清洗無塵布上對光學基片進行擦拭清洗。
5.按照權利要求1所述的清洗方法，其特征在于:光學基片為光學石英玻璃基片或單晶娃基片O`
【文檔編號】B08B3/08GK103721969SQ201210387481
【公開日】2014年4月16日 申請日期:2012年10月12日 優先權日:2012年10月12日
【發明者】龔選香, 李剛, 孫龍 申請人:中國科學院大連化學物理研究所