Способ изготовления элемента силовых оптических систем

(71) Физико-технический институт АН БССР(56) Дашковская А.А., Комар В.П., СкорняковИ.В. Материалы И 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, М. 254,(57) Использование; в, в частности в лазсть изобретенинесенной просветлнтируют ионы кремимплантацию провод0,08 толщины просвесле чего отжигают пр600-2400 с, 1 ил. области силовой оптиерной технике. Сущя; в подложку с яющей пленкой импния. При этом ионную ят на глубину 0,04- тляющей пленки и 470 - 570 К втеч ки но на ла, по- ение Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в технологии нанесения просветляющих покрытий на выходные окна мощных СОг-лазеров.Цель изобретения - повышение механической устойчивости покрытия и коэффициента пропускания (Т%) 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 Кгв 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. О О ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР) СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ЭЛЕМЕНТАЛОВЫХ ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ Изобретение осуществляется следую- ) щим образом.На диски, изготовленные из высоко 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 ВУ - 1 А.Проводили имплантацию двухзарядных ионов кремния при Е=200 кэВ и Д=2 Кл/м в четвертьволновую пленку фторида бария на установке "Везувий", где Е - энергия облучения, Д - доза. Отжигали образцы в печи СУОЛ - 0,25.1.1/12 МР - МЗ. установленной под колпак вакуумной напылительной установки УВН - 2 Мс вакуумом 6.710Га. Т=470 К, 1=600 с. Устойчивость покрытия определяли методом нормального отрыва на разрывной машине модели 2007 Р - 0,5,Исследование влияния ионной имплантации и термообработки на оптические свойства системы Упыре/Варяг проводили наинфракрасном спектрофотометре Ой - 20 и фурье-спектрометре ОВС - 110, измеряя спектры пропускания в диапазоне 400 - 1300 см на всех стадиях обработки образцов.Результаты испытаний на прочность образцов Еп Яе/Ва Г 2 сведен ы 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 ообщей 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 пленка- подложка и уплотнению пленки, которая при напылении имеет рыхлую структуру.Испытания, проведенные после отжига дали значение (ъ = 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 2 пЯе/ВаР 2 на изменение коэффициента пропускания в ИК-диапазоне представлены на чертеже, где кривая 1 - спектр не подвергнутого имплантации образца, кривая 2 - подвергнутого. Наблюдается увеличение (порядка Зо ) коэффициента пропускания, который достигает вблизи рабочей частоты Т=77%, 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 контактапленки с подложкой (й, возросло от 0,74 до1,17 МПа) привело к увеличению оптического контакта по всей площади пленки, за счет5 чего увеличился коэффициент Т, а уплотнение пленки под действием пучка ионов привело к изменению не только структуры, но итолщины пленки, вследствие чего измени-,лось положение экстремумов на огибающей10 спектра. Что касается увеличение количества дефектов в пленке за счет имплантацииионов, то она имеет мелкодисперсную поликристаллическую структуру и поэтому радиационные дефекты не изменяют15 существенно общее количество структурных несовершенств в обьеме ВаР 2, а наоборот, имплантация приводит к упорядочениюструктуры просветляющей пленки.В результате исследования ИК-спект 20 ров образцов ЕпЯе/ВаГ 2, облученных ионами кремния, показало, что имплантацияионов приводит не к деградации системы, ак улучшению оптических характеристик,причем эти изменения сохраняются на до 25 стигнутом уровне при термообработке.Таким образом, предлагаемый способпозволяет повысить механическую устойчивость покрытия к подложке, увеличить коэффициент пропускани я элемента и,30 следовательно, повысить качество оптической системы, что позволяет сделать выводо соответствии предлагаемого технического решения критерию "положительный эффект",35 Формула изобретенияСпособ изготовления элемента силовыхоптических систем, заключающийся в нанесении на основание из селенида цинка просветляющего покрытия из фторида бария,40 о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с цельюповышения устойчивости покрытия, дополнительно производят имплантацию ионовкремния на глубину 0,04-0,08 толщины покрытия с экспозиционной дозы излучения 245 Кл/м, после чего производят отжиг при47-570 К в течение.600 - 2400 с,1800428 орректор М.Максимиши дактор Т,Иванов аказ 1164 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР, 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 вен из гр ф й 7 Составитель Ю,БобченТехред М,Моргентал дательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101