【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及光學薄膜，尤其涉及一種jgs1基片增透膜及其制備方法和應用。
技術介紹
1、近年來，深紫外(deep?ultraviolet,duv)激光器由于優異的性能逐漸在激光精密加工、半導體制造、材料檢測等領域發揮著愈發重要的作用。在深紫外激光器中，具備高透射率的窗口片是極其重要的核心光學元件，這一元件通常采用氟化鈣(caf2)作為基片。
2、然而，高精度的氟化鈣基片本身價格極為昂貴，且該窗口片可能因多種情況而損壞：(1)膜層脫落：光學薄膜的強度主要依靠膜層之間的吸附力，而在高能深紫外激光照射下，膜層之間吸附力不強的部位可能脫落，導致元件失效；(2)化學污染：深紫外系統中存在著的有機物、窗口片與空氣接觸的膜層在高能深紫外激光照射下的光分解、氧化等反應，將會導致表面質量下降，從而嚴重影響其光學性能。如果增透層直接暴露在最外部，清洗污染物可能導致增透層被破壞，從而影響光學系統整體透射率。
3、基于目前的窗口片是基于氟化鈣基片進行設計存在的缺陷，有必要對此進行改進。
技術實現思路
1、有鑒于此，本專利技術提供了一種jgs1基片增透膜及其制備方法和應用，以解決或至少部分解決現有技術中存在的缺陷。
2、第一方面，本專利技術提供了一種jgs1基片增透膜，包括：
3、jgs1石英玻璃基底；
4、f-sio2薄膜層，位于所述jgs1石英玻璃基底表面；
5、增透膜層，位于所述f-sio2薄膜層遠離所述jgs1石英玻璃基底表面
6、保護層，位于所述增透膜層遠離所述jgs1石英玻璃基底表面。
7、優選的，所述保護層為sio2保護層，所述保護層的粗糙度小于0.4nm；
8、和/或，所述f-sio2薄膜層中f摻雜質量濃度為0.2％～4％。
9、優選的，所述jgs1石英玻璃基底的厚度為40～60mm；
10、和/或，所述f-sio2薄膜層的厚度為5～15nm；
11、和/或，所述mgf2薄膜層的厚度為20～80nm；
12、和/或，所述gdf3薄膜層的厚度為25～40nm；
13、和/或，所述保護層厚度為3～10nm；
14、和/或，所述mgf2薄膜層、gdf3薄膜層交錯次數為1～20次。
15、優選的，所述增透膜層包括位于所述jgs1石英玻璃基底表面且依次疊加的第一mgf2薄膜層、第一gdf3薄膜層、第二mgf2薄膜層、第二gdf3薄膜層、第三mgf2薄膜層、第三gdf3薄膜層、第四mgf2薄膜層、第四gdf3薄膜層、第五mgf2薄膜層；
16、其中，第一mgf2薄膜層的厚度為34～35nm，第一gdf3薄膜層的厚度為36～37nm；
17、第二mgf2薄膜層的厚度為64～65nm，第二gdf3薄膜層的厚度為30.5～31.5nm；
18、第三mgf2薄膜層的厚度為34～35nm，第三gdf3薄膜層的厚度為31～32nm；
19、第四mgf2薄膜層的厚度為34～35nm，第四gdf3薄膜層的厚度為31.5～32.5nm；
20、第五mgf2薄膜層厚度為27.0～29.0nm。
21、第二方面，本專利技術還提供了一種所述的jgs1基片增透膜的制備方法，包括以下步驟：
22、在jgs1石英玻璃基底表面沉積得到f-sio2薄膜層；
23、在f-sio2薄膜層表面依次交錯沉積得到mgf2薄膜層、gdf3薄膜層，以制備得到增透膜層；
24、在增透膜層表面沉積得到保護層。
25、優選的，以f-sio2為靶材，采用磁控濺射法在jgs1石英玻璃基底表面沉積得到f-sio2薄膜層；其中，沉積時，沉積溫度為140～160℃。
26、優選的，分別以mgf2、gdf3顆粒為蒸發源，采用電子束熱蒸發法在f-sio2薄膜層表面依次交錯沉積得到mgf2薄膜層、gdf3薄膜層；
27、其中，沉積得到mgf2薄膜層、gdf3薄膜層時，控制jgs1石英玻璃基底溫度為260～280℃，mgf2薄膜層的沉積速率為0.2～0.4nm/s，gdf3薄膜層的沉積速率為0.2～0.4nm/s。
28、優選的，在f-sio2薄膜層表面依次交錯沉積得到mgf2薄膜層、gdf3薄膜層之前，還包括對gs1石英玻璃基底進行等離子體處理，其中，等離子體處理氣體包括氧氣和氬氣，所述氧氣流量為40～60sccm，所述氬氣流量為5～10sccm，所述等離子體處理時間為60～120s、電壓為690～710v、電流為690～710ma。
29、優選的，所述保護層為sio2保護層；以si為靶材，采用濺射鍍膜法制備得到sio2保護層；
30、其中，濺射氣體為ar，濺射鍍膜機離子源為o2與ar，靶材濺射電源與濺射鍍膜機離子源共同作用得到sio2保護層，濺射氣體ar的流量為30～40sccm，濺射鍍膜機的濺射功率為1800～2200w，濺射鍍膜機的離子源功率為2400～2600w，離子源中o2流量為50～60sccm，ar流量為40～50sccm，濺射時gs1石英玻璃基底的溫度為140～160℃。
31、第三方面，本專利技術還提供了一種所述的jgs1基片增透膜或所述的制備方法制備得到的jgs1基片增透膜在制備深紫外激光器中的應用。
32、本專利技術的jgs1基片增透膜及其制備方法和應用，相對于現有技術具有以下
33、有益效果：
34、1、本專利技術的jgs1基片增透膜，采用在深紫外波段具有較高透射率的jgs1石英玻璃基底替代氟化鈣基片，成本大幅降低；同時，本專利技術在jgs1石英玻璃基底上采用新的膜系設計：在jgs1石英玻璃基底上設置f-sio2薄膜層，然后再設置增透膜層；在增透膜層上加保護層；這種膜系設計可以增加增透膜層與jgs1石英玻璃基底之間的吸附力，提升膜層機械強度；有效預防有機物沉積，實現jgs1基片增透膜在深紫外波段(193nm)超高透過率(＞99.5％)的同時擁有更高熱的損傷閾值；
35、2、本專利技術的jgs1基片增透膜，sio2保護層的為ra＜0.4nm的光滑sio2保護層，可以有效使得jgs1石英玻璃基底和氟化鎂、氟化釓增透層免于揮發性有機物的破壞，從而極大提升jgs1基片增透膜的光學系統的穩定性、熱損傷閾值和使用壽命；
36、3、本專利技術的jgs1基片增透膜的制備方法，采用離子濺射沉積的方式，通過優化沉積工藝形成致密且均勻的納米級sio2保護層，通過離子濺射沉積的方式可以得到表面粗糙度ra＜0.4nm的光滑sio2保護層；克服了常規采用高溫沉積(＞300℃)、反掩膜沉積技術、原位或沉積后等離子離子處理等復雜的工藝流程。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.一種JGS1基片增透膜，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的JGS1基片增透膜，其特征在于，所述保護層為SiO2保護層，所述保護層的粗糙度小于0.4nm；
3.如權利要求1所述的JGS1基片增透膜，其特征在于，所述JGS1石英玻璃基底的厚度為40～60mm；
4.如權利要求1所述的JGS1基片增透膜，其特征在于，所述增透膜層包括位于所述JGS1石英玻璃基底表面且依次疊加的第一MgF2薄膜層、第一GdF3薄膜層、第二MgF2薄膜層、第二GdF3薄膜層、第三MgF2薄膜層、第三GdF3薄膜層、第四MgF2薄膜層、第四GdF3薄膜層、第五MgF2薄膜層；
5.一種如權利要求1～4任一所述的JGS1基片增透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的JGS1基片增透膜的制備方法，其特征在于，以F-SiO2為靶材，采用磁控濺射法在JGS1石英玻璃基底表面沉積得到F-SiO2薄膜層；其中，沉積時，沉積溫度為140～160℃。
7.如權利要求5所述的JGS1基片增透膜的制備方法，其特征在于，分
8.如權利要求7所述的JGS1基片增透膜的制備方法，其特征在于，在F-SiO2薄膜層表面依次交錯沉積得到MgF2薄膜層、GdF3薄膜層之前，還包括對GS1石英玻璃基底進行等離子體處理，其中，等離子體處理氣體包括氧氣和氬氣，所述氧氣流量為40～60sccm，所述氬氣流量為5～10sccm，所述等離子體處理時間為60～120s、電壓為690～710V、電流為690～710mA。
9.如權利要求7所述的JGS1基片增透膜的制備方法，其特征在于，所述保護層為SiO2保護層；以Si為靶材，采用濺射鍍膜法制備得到SiO2保護層；
10.一種如權利要求1～4任一所述的JGS1基片增透膜或權利要求5～9任一所述的制備方法制備得到的JGS1基片增透膜在制備深紫外激光器中的應用。
...【技術特征摘要】
1.一種jgs1基片增透膜，其特征在于，包括：
2.如權利要求1所述的jgs1基片增透膜，其特征在于，所述保護層為sio2保護層，所述保護層的粗糙度小于0.4nm；
3.如權利要求1所述的jgs1基片增透膜，其特征在于，所述jgs1石英玻璃基底的厚度為40～60mm；
4.如權利要求1所述的jgs1基片增透膜，其特征在于，所述增透膜層包括位于所述jgs1石英玻璃基底表面且依次疊加的第一mgf2薄膜層、第一gdf3薄膜層、第二mgf2薄膜層、第二gdf3薄膜層、第三mgf2薄膜層、第三gdf3薄膜層、第四mgf2薄膜層、第四gdf3薄膜層、第五mgf2薄膜層；
5.一種如權利要求1～4任一所述的jgs1基片增透膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：
6.如權利要求5所述的jgs1基片增透膜的制備方法，其特征在于，以f-sio2為靶材，采用磁控濺射法在jgs1石英玻璃基底表面沉積得到f-sio2薄膜層；其中，沉積時，沉積溫度為140～160℃。...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李軍竹，靳京城，史文濤，許志良，李世國，翟冬梅，張志超，柳彥龍，王廣飛，李海運，康晨旭，
申請(專利權)人：北方集成電路技術創新中心北京有限公司，
類型：發明
國別省市：
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