ITMO
en/ en

ISSN: 1023-5086

en/

ISSN: 1023-5086

Научно-технический

Оптический журнал

Полнотекстовый перевод журнала на английский язык издаётся Optica Publishing Group (ранее OSA) под названием “Journal of Optical Technology“

Подача статьи Подать статью
Больше информации Назад

DOI: 10.17586/1023-5086-2023-90-10-108-115

УДК: (681.7.064.454+544.774):621.373.826

Нанесение просветляющего лазерного покрытия силикатным золь-гель методом

Ссылка для цитирования:

Истомина Е.И., Федосеев В.Н., Высоцкая В.В., Жупанов В.Г. Нанесение просветляющего лазерного покрытия силикатным золь-­гель методом // Оптиче­ский журнал. 2023. Т. 90. № 10. С. 108–115. http://doi.org/10.17586/1023­-5086­-2023­-90­-10­-108-115

 

 

Ссылка на англоязычную версию:
-
Аннотация:

Предмет исследования. Просветляющие SiO2-покрытия на кварцевых подложках для мощных импульсных лазеров в ближнем инфракрасном диапазоне. Цель работы. Отработка технологии нанесения просветляющих лазерных покрытий на кварцевые подложки по силикатному золь-­гель методу. Метод. В основе применённого золь­-гель метода лежит известный Штобер-­процесс, позволяющий получать однородные сферические наночастицы двуокиси кремния контролируемого размера в коллоидном растворе золя. Золь готовился на основе тэтраэтоксисилана, этилового спирта и водного раствора аммиака. Нанесение покрытия осуществлялось методом погружения образцов и извлечения с контролируемой скоростью. Основные результаты. Описаны основные параметры приготовления золя, режимы нанесения покрытия и термической обработки. Работоспособность технологии проиллюстрирована достижением высоких характеристик на образцах покрытий — коэффициентов пропускания и поглощения, порога лазерного разрушения, полученных измерением. Толщина покрытия и показатель преломления определялись анализом спектров пропускания, а пористость плёнки рассчитывалась по формуле Лоренца–Лоренца. Практическая значимость. Просветляющие лазерные покрытия на кварцевых подложках, наносимые силикатным золь­-гель методом, обеспечивают высокие лучевую прочность и пропускание, позволяют упростить и удешевить технологическое оборудование, а также могут наноситься на обе поверхности оптических элементов одновременно, включая неплоские поверхности с высокой крутизной.

Ключевые слова:

просветляющее лазерное покрытие, золь-­гель, Штобер­-процесс, кремнезём, показатель преломления, пористая плёнка, порог лазерного разрушения, нанесение методом погружения

Коды OCIS: 310.1210, 310.3840, 160.6060, 140.3330

Список источников:
  1. Raut H.K., Ganesh V.A., Nairb A.S., Ramakrishna S. Anti­reflective coatings: A critical, in­depth review // Energy Environ. Sci. 2011. V. 4. P. 3779–3804. https://doi.org/10.1039/C1EE01297E
  2. Macleod H. Angus. Thin­film optical filters. 5th Edition. Boca Raton: CRC Press, 2018. 696 p.
  3. Furman Sh.A., Tikhonravov A.V. Basics of optics of multilayer systems. Singapore: Editions Frontieres, 1992. 243 p.
  4. Chi F., Zeng Y., Liu C. et al. Aggregation of silica nanoparticles in sol­gel processes to create optical coatings with controllable ultra­low refractive indices // ACS Appl. Mater. Interfaces. 2020. V. 12. № 14. P. 16887–16895. https://doi.org/10.1021/acsami.0c00579
  5. Кузнецова О.В., Мухаммедзянов Т.Р, Азербаев А.А. Нанесение широко­полосного просветляющего покрытия на крупногабаритные оптические детали методом вытягивания из плёнкообразующих золь­гелиевых растворов пентахлорида тантала и тетраэтоксисилана // Контенант. 2021. Т. 20. № 2. С. 1–10.
  6. Almeida R., Martucci A., Santos L. et al. Sol­gel derived optical and photonic materials. Amsterdam: Elsevier Science, 2021. 394 p. https://doi.org/10.1016/C2018­0­02962­X
  7. Шабанова Н.А., Саркисов П.Д. Золь­гель технологии. Нанодисперсный кремнезем. 2­е изд. (эл.). М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 331 с.
  8. Orfanidis S.J. Electromagnetic waves and antennas. Piscataway: Rutgers University, 2016. 1433 p. www.ece.rutgers.edu/~orfanidi/ewa
  9. VanBlarcom D., Monticelli M., Davalos G. et al. Damage performance of sol­gel anti­reflective coatings for the national ignition facility // Conference OIC 19–25 June 2016. Tucson, USA. Paper WD 10. https://doi.org/10.1364/OIC.2016.WD.10
  10. Murray C., Flannery C., Streiter I. et al. Comparison of techniques to characterise the density, porosity and elastic modulus of porous low­k SiO2 xerogel films // Microelectronic Engineering. 2022. V. 60. Iss. 1–2. P. 133–141. https://doi.org/10.1016/S0167­9317(01)00589­5
  11. Stolz C.J., Negres R.A. Ten­year summary of the Boulder Damage Symposium annual thin film laser damage competition // Optical Engineering. 2018. V. 57. № 12. P. 121910­1–121910­13. https://doi.org/10.1117/1.OE.57.12.121910