Способ изготовления элемента силовых оптических систем

 

Использование: в области силовой оптики , в частности в лазерной технике. Сущность изобретения: в подложку с нанесенной просветляющей пленкой имплантируют ионы кремния. При этом ионную имплантацию проводят на глубину 0,04- 0,08 толщины просветляющей пленки, после чего отжигают при 470-570 К в течение 600-2400 с. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 G 02 В 1/10

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (l OCIlATEHT CCCP) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

СО

О

О

К)

Q0 (21) 4910269/10 (22) 25.12.90 (46) 07.03:93. Бюл. М 9 (71) Физико-технический институт АН БССР (72) Ю.Л,Бобченок, Е.M,Ãàâðèùóê, П,Л.Крупкин, А,А.Перескоков, К.И.Потяк и

И, Е.Тралле (56) Дашковская А.А., Комар В.П., Скорняков

И.В. Материалы VIII Всесоюзной конференции, Москва, 1987.

Крупкин П,Л., Перескоков А.А., Гаврищук Е.М., Новиков М.А. Просветление оптических элементов из селенида цинка.

Препринт АН СССР, 1988, N 254, Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в технологии нанесения просветляющих покрытий на выходные окна мощных СО2-лазеров.

Цель изобретения — повышение механической устойчивости покрытия и коэффициента пропускания (T%) элемента лазера.

Поставленная цель достигается тем, что ко способу изготовления оптического элемента на основание из селенида цинка наносят просветляющее покрытие из фторида бария, производят имплантацию ионов кремния на глубину 0,04 — 0,08 толщины покрытия с экспозиционной дозой излучения

2 Кл/м, после чего отжигают при 470 — 570 К

2 в течение 600-2400 с.

Сопоставительный анализ предлагемого технического решения и прототипа показывает, что заявляемый способ отличается от извес. ного тем, что проводят имплантацию ионов кремния на глубину 0,04 — 0,08 толщины покрытия с экспозиционной дозой излучения 2 Кл/м, после чего отжигают.

„, 5U, 1800428 А1

2 (54) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТА

СИЛОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ (57) Использование: в области силовой оптики, в частности в лазерной технике. Сущность изобретения; в подложку с нанесенной просветляющей пленкой имплантируют ионы кремния. При этом ионную имплантацию проводят на глубину 0,040 08 толщины просветляющей пленки, после чего отжигают при 470 — 570 К в течение

600-2400 с. 1 ил.

Изобретение осуществляется следующим образом.

На диски, изготовленные из высокочи. стого поликристаллического селенида цинка, диаметром 12 мм и толщиной 2-3 мм наносили просветляющее покрытие фторида бария оптической толщиной 2,6 мк методом электронно- лучевого испарения на установке BY — 1А.

Проводили имплантацию двухзарядных ионов кремния при Е=200 кэВ и Д=2 Кл/м в четвертьволновую пленку фторида бария на установке "Везувий-1", где Š— энергия облучения, Д вЂ” доза. Отжигали образцы в печи СУОЛ вЂ” 0,25.1.1/12МР— МЗ. установленной под колпак вакуумной напылительной установки УВН вЂ” 2М-1 с вакуумом 6.710 Г!а.

T=470 К, t=600 с. Устойчивость покрытия определяли методом нормального отрыва на разрывной машине модели 2007Р— 0,5.

Исследование влияния ионной имплантации и термообработки на оптические свойства системы ZnSe/BaF2 проводили на

1800428 инфракрасном спектрофотометре UR — 20 и фурье-спектрометре GBC — 110, измеряя спектры пропускания в диапазоне 400 — 1300 см на всех стадиях обработки образцов.

Результаты испытаний на прочность образцов ZnSe/BaFz сведены в таблицу.

Если сравнить значения образцов неимплантированных с полученными после имплантации, то видно увеличение в среднем в два раза. Хотя глубина 0,1 мкм, на которую проникают ионы кремния, составляет 3,7% общей толщины (2,65 мкм) просветляющей пленки и они не достигают границы раздела пленка-подложка, тем не менее облучение привело к увеличению адгезии пленки к подложке, так как при внедрении иона в твердое тело по его кристаллической решетке распространяется ударная волна, которая может генерировать дефекты на глубине 33 мкм. Этот фактор и приводит к образованию активных центров на поверхности подложки, перестройке структуры границы раздела пленкаподложка и уплотнению пленки, которая при напылении имеет рыхлую структуру.

Испытания, проведенные после отжига дали значение с =5,70 + 3,15 МПа, Найдено, что имплантация ионов с энергией до

150 кэВ приводит к снижению адгеэии, что связано с тем, что проективный пробег внедряемых ионов стал меньше 0,04 толщины просветляющего покрытия.

Результаты исследования влияния ионной имплантации системы ZnSe/BaFz на изменение коэффициента пропускания в

ИК-диапазоне представлены на чертеже, где кривая 1 — спектр не подвергнутого имплантации образца, кривая 2 — подвергнутого. Наблюдается увеличение (порядка З ) коэффициента пропускания, который достигает вблизи рабочей частоты T=77 g,, Кроме того, произошло смещение резонансных пиков в длинноволновую часть спектра. Это свидетельствует о существенной перестройке структуры пленки, которая влечет за собой изменение оптических параметров. Улучшение адгезионного контакта пленки с подложкой (й, возросло от 0,74 до

1,17 МПа) привело к увеличению оптического контакта по всей площади пленки, за счет

5 чего увеличился коэффициент Т, а уплотнение пленки под действием пучка ионов привело к изменению не только структуры, но и толщины пленки, вследствие чего измени-, лось положение экстремумов на огибающей

10 спектра. Что касается увеличение количества дефектов в пленке за счет имплантации ионов, то она имеет мелкодисперсную поликристаллическую структуру и поэтому радиационные дефекты не изменяют

15 существенно общее количество структурных несовершенств в обьеме BaFz, а наоборот, имплантация приводит к упорядочению структуры просветляющей пленки.

В результате исследования ИК-спект20 ров образцов ZnSe/ÂaF, облученных ионами кремния, показало, что имплантация ионов приводит не к деградации системы, а к улучшению оптических характеристик, причем эти изменения сохраняются на до25 стигнутом уровне при термообработке.

Таким образом, предлагаемый способ позволяет повысить механическую устойчивость покрытия к подложке, увеличить коэффициент пропускания элемента и.

30 следовательно, повысить качество оптической системы, что позволяет сделать вывод о соответствии предлагаемого технического решения критерию "положительный эффект", 35 Формула изобретения

Способ изготовления элемента. силовых оптических систем, заключающийся в нанесении на основание из селенида цинка просветляющего покрытия из фторида бария, 40 отличающийся тем, что. с целью повышения устойчивости покрытия, дополнительно производят имплантацию ионов кремния на глубину 0,04-0,08 толщины покрытия с экспозиционной дозы излучения 2

45 Кл/м, после чего производят отжиг при

47-570 К в течение .600 — 2400 с, 1800428 бд ®д $ си

Npp

* 3000

Редактор Т,Иванова

Заказ 1164 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101 р ю/

Составитель Ю.Бобченок

Техред М,Моргентал Корректор М.Максимишинец