自清洁薄膜 有效降低缺陷密度提高性能

2021-06-02 15:38:04

近日,中科院大连化学物理研究所研究员金玉奇、李刚团队揭示了环境吸附对化学激光腔镜薄膜表面润湿性能的重要影响,并进一步通过引入纯化和钝化处理工艺,实现对薄膜亲疏水特性的显著调控,为解决环境污染易影响高品质强光元件损伤阈值和热致形变问题提供了理论基础和实践依据。相关成果发表在《应用表面科学》上。

不同于其他激光体系,化学激光在使用过程中,腔镜膜表面对化学反应物和生成物等增益介质的吸附及其诱导环境中灰尘等污染的吸附,是导致强光光学元件损伤阈值降低,以及热致形变增大的重要因素。因此,找到一种使强光光学元件表面不被污染的方法,在高能激光的实际应用中至关重要。该团队通过大量实践,辨析并确认膜表面微区缺陷极易成为吸附活性位点,通过引入纯化和钝化在线处理或后处理工艺,可有效降低缺陷密度,提高性能。

该团队通过引入具有自清洁特性的光学薄膜,为强光光学元件的表面防护提供了新策略。氧化铈具有透光性好、热稳定性高、抗摩擦能力强等特点,成为强光光学元件自洁净光学薄膜材料较好的补充选择。

由于疏水和亲水表面会起到不同的去污防尘作用,因此,真正实现氧化铈薄膜在自洁净领域的应用,还需要了解它和增益介质的相互作用方式,并根据使用需求对其进行调控。针对该问题,该团队制备了高透光性掺氧化铈光学薄膜,系统研究了不可控环境吸附对氧化铈薄膜本征特性的干扰,并阐明了纯化和钝化处理工艺在氧化铈薄膜润湿特性调控中发挥的关键作用。

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