薄膜的激光損傷與薄膜微缺陷有著密切的關(guān)系,微缺陷是薄膜產(chǎn)生激光損傷的重要誘因,大多數(shù)的激光損傷都是從薄膜中缺陷點(diǎn)處開始發(fā)生并逐漸向外發(fā)展的,因此高通量激光裝置的光學(xué)元件在系統(tǒng)高通量運(yùn)行時(shí),光學(xué)元件表面留有的雜質(zhì)污染物,形成雜質(zhì)缺陷或鍍膜后的節(jié)瘤缺陷,將導(dǎo)致高拋光度的玻璃或鍍膜表面損傷,降低光學(xué)元件的損傷閾值,另外光學(xué)元件表面殘留的有機(jī)污染物不僅產(chǎn)生有機(jī)吸收和熱透鏡等效應(yīng)降低損傷閾值,也會(huì)降低光學(xué)元件膜層的附著力。因此,隨著神光-Ⅲ裝置更高通量的需求,要求光學(xué)元件有更高的激光損傷閾值,這就要求光學(xué)元件具有很高的潔凈度。
因此,光學(xué)元件在加工過程中和鍍膜前都需要潔凈清洗,保障元件表面高潔凈度,提高元件抗激光損傷能力。為了保證清洗方法在實(shí)踐加工中切實(shí)可行,而且保障清洗手段對(duì)光學(xué)元件有高效的潔凈能力又不損壞光學(xué)元件。近年來,國(guó)內(nèi)外已經(jīng)發(fā)展了諸多新清洗技術(shù),如機(jī)械清洗技術(shù)、干冰清洗技術(shù)、激光清洗技術(shù)、超聲波和兆聲波清洗技術(shù)等,其中在光學(xué)元件的清洗領(lǐng)域,超聲波清洗技術(shù)作為一種高效、高潔凈度的清洗手段開始逐漸替代手工清洗。
超聲波清洗是在專用超聲波清洗機(jī)中進(jìn)行的,超聲波清洗機(jī)的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)在于猶如精致的小刷,具有強(qiáng)勁的穿刺力,夾留于手不可觸及的小洞穴及孔角地方污物,在清洗液中,經(jīng)超聲振動(dòng)所產(chǎn)生的空化作用而很快松動(dòng)脫落。超聲波清洗是將工件懸放在盛有清洗液的清洗槽中,把超聲發(fā)生器發(fā)出的電信號(hào),通過超聲換能器轉(zhuǎn)換成超聲振動(dòng)并引入液體內(nèi),在超聲作用下使污垢脫落,達(dá)到清洗目的。
根據(jù)光學(xué)元件表面污染物的物理特性,可把污染物分為有機(jī)物、復(fù)合物污染和無機(jī)物污染。
超聲清洗效果與清洗液溫度及濃度、清洗頻率、超聲功率等工藝參數(shù)密切相關(guān)。超聲頻率與待清洗的污染物顆粒大小有直接的關(guān)系:超聲頻率越低,空化氣泡越大,清洗污染物顆粒越大,超聲頻率越高清洗污染物顆粒越小。
光學(xué)元件超聲清洗要求祛除大于1mm的無機(jī)污染物顆粒,必須采用大于170KHZ的頻率才能達(dá)到潔凈度要求。因此,選擇頻率為40,80,120,140,170,220,270KHz復(fù)頻的多槽(清洗槽、噴淋槽、漂洗槽、烘干槽)超聲波清洗機(jī)清洗光學(xué)元件。
