一种玻璃基片镀膜后面形可控的热处理方法与流程

本发明属于光学镀膜领域，具体涉及一种玻璃基片镀膜后面形可控的热处理方法。

背景技术：

高功率、大能量激光装置为多光路传输系统，包含了大量的镀膜光学元件，这些光学元件本身的力学性能，直接影响到系统的传输质量，因此对光学元件力学稳定性的有效控制是非常重要的。而镀膜元件的力学参数控制问题一直以来是影响高功率激光系统输出光束质量的瓶颈，在大尺寸玻璃基片的加工及镀膜过程中，基片出现的不规律形变，大大影响了镀膜后元件成品率。究其原因，主要在于光学基片在光学加工过程中要经过铣磨、精磨、粗抛等环节，会带来较大的表面应力，这一表面应力的释放周期较长，短则几个月，长则达几年时间，镀膜加热过程会引起基片无规律的形变，使得最终的镀膜元件面形变化没有规律，不可控。针对这一现象本发明在镀膜之前首先对基片进行热处理，释放加工过程带来的表面应力等不稳定因素的影响，实现镀膜过程基片变形的可控性。

技术实现要素：

为克服上述现有技术的不足，本发明从光学加工后基片面形稳定性入手，提供了一种玻璃基片镀膜面形可控的热处理方法，该方法可以将加工后基片面形稳定周期大大缩短，同时减少镀膜加热过程基片形变的不规律性,提高可控性与成品率。

本发明的技术解决方案如下：

一种玻璃基片镀膜后面形可控的热处理方法，具体步骤如下：

步骤1:将经光学加工的玻璃基片表面用去离子水清洗干净

步骤2:镀膜面向下装入夹具，基片与夹具边缘距离≥2mm；

步骤3:将夹具推入烘箱，关闭烘箱门；

步骤4:按照以下升降温过程对玻璃基片进行热处理:

首先以10℃-30℃为台阶升温至170℃-240℃，每个台阶保温0.5-2小时；之后以10℃-30℃为台阶降温至室温，每个台阶保温0.5-2小时；

步骤5：取出基片，将基片放入环境稳定的测量室内放置3-5天后进行面形测量；

步骤6：对于面形达标的基片进行后续镀膜，对面形不达标的玻璃基片，重新抛光后返回步骤1。

所述的步骤2玻璃基片在装入夹具过程中，镀膜面向下，如果是双面镀膜基片，镀厚膜层的那一面向下。

所述的步骤2玻璃基片在装入夹具过程中，夹具压边位置为聚四氟乙烯材料，基片与夹具边缘距离≥2mm。

所述的玻璃基片为K9玻璃基片。

所述的步骤5进行面形测量，热处理前后面形变化量＜0.1λ(λ＝633nm)为达标样品，面形变化量＞0.1λ(λ＝633nm)为不达标样品。

与现有技术相比，本发明的技术效果：

1.可以释放玻璃基片光学加工带来的表面应力，基片在光学加工过程中，特别是铣磨及粗抛过程中会产生表面加工应力，热处理过程可以有效的将该加工应力进行释放，消除了影响基片面形稳定性的主要因素；

2.加速光学加工后基片面形的稳定，对比传统光学加工后基片，面形稳定下来少则几个月，多则几年，大大影响其使用效果及效率，而经热处理之后的基片，面形在3-5天之内就能够达到稳定状态；

3.在玻璃基片面形稳定控制的基础上,镀膜加热过程不会引起基片面形的不规律变形，提高镀膜后元件面形的可控性。

附图说明

图1玻璃基片1抛光后面形测量结果

图2玻璃基片1放置27天后面形测量结果

图3玻璃基片2抛光后面形结果

图4玻璃基片2热处理后放置132天后的面形结果

图5经热处理后玻璃基片镀膜前后面形变化情况。

具体实施方式

下面结合附图对本发明具体实施实例进行详细说明。

图1所示为光学加工后尺寸为610mm×440mm×85mm的K9玻璃基片1面形，图2为该玻璃基片在常温环境下放置27天后的面形测量结果，可以看出玻璃基片面形PV值从最初的0.226λ增大为0.470λ，变化量为0.224λ。

对尺寸为610mm×440mm×85mm的K9玻璃基片2进行光学加工后，其面形测量结果如图3所示，对该玻璃基片按照本发明的方法进行热处理。具体步骤如下：

步骤1：对玻璃基片1进行去离子水清洗；

步骤2：将玻璃基片镀膜面向下装入夹具，基片边缘与夹具边缘的距离≥2mm；

步骤3：将装卡好的玻璃基片推入烘箱进行热处理；

步骤4：按照以下升降温过程对玻璃基片进行热处理：首先以30℃为台阶升温至240℃，每个台阶保温30分钟；之后以30℃为台阶逐渐降温，降温至室温，每个台阶保温30分钟。

步骤5：热处理过程完成后，取出玻璃基片，放入温湿度恒定的面形测量室进行稳定，5天后测量面形结果。

图4给出的是图3玻璃基片经本发明热处理之后的面形变化，在稳定132天之后，面形变化量为0.06λ。

图5给出了经热处理之后基片镀膜后的面形变化情况，可以看出，变化量保持在0.2λ之内。