溶膠-凝膠膜光學(xué)表面激光清洗工藝研究

郭乃豪,王靜軒，向 霞*

(1.電子科技大學(xué) 物理學(xué)院,成都 610054; 2.中國(guó)工程物理研究院 激光聚變研究中心,綿陽(yáng) 621900)

引 言

溶膠-凝膠SiO2薄膜廣泛應(yīng)用于強(qiáng)激光系統(tǒng)作為減反射薄膜，但溶膠-凝膠薄膜具有疏松多孔的納米結(jié)構(gòu)，孔內(nèi)充滿豐富的懸掛鍵，因此很容易吸納各類污染物[1-3]。在大型高功率固體激光裝置中，污染物主要成分為SiO2顆粒[4]。光學(xué)元件在受到其污染后，不僅降低了光學(xué)元件的損傷閾值，還會(huì)嚴(yán)重影響激光的最終輸出通量[5]。激光清洗作為一種新型清洗技術(shù)，可在不損傷基底的情況下，有效清洗基底表面的微米及亞微米尺寸的污染顆粒[6-7]，并可廣泛地應(yīng)用到油脂、薄膜等各類污染物以及各種材料的清洗[8-9]。激光清洗具有可控性好、清洗效率高、設(shè)備壽命長(zhǎng)、運(yùn)行成本低、安全性強(qiáng)、非接觸性等諸多優(yōu)點(diǎn)[10]，在電子線路、除銹、脫漆、輪胎模具和文物保護(hù)等領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用前景和市場(chǎng)[11-14]。

目前，國(guó)內(nèi)外激光清洗技術(shù)發(fā)展迅速，國(guó)外相關(guān)機(jī)構(gòu)如新加坡國(guó)立大學(xué)，系統(tǒng)性開(kāi)展了干式激光清洗的機(jī)理研究，提出熱致脫附模型，并基于模型開(kāi)展多種表面多種附著物的精密去除控制技術(shù)研究，處于國(guó)際領(lǐng)先地位[15]。國(guó)內(nèi)有中國(guó)工程物理研究院激光聚變研究中心、華中科技大學(xué)、江蘇大學(xué)以及大批科研單位院所在多類材料激光清洗機(jī)理、工藝研究、檢測(cè)技術(shù)、裝備研發(fā)等方向進(jìn)行了大量的研究工作與探索[16-18]。

激光清洗是復(fù)雜的光物理化學(xué)過(guò)程，多場(chǎng)耦合作用機(jī)理復(fù)雜，仍缺乏系統(tǒng)的激光清洗機(jī)理與工藝研究，國(guó)內(nèi)外在該方面均處于蓬勃發(fā)展階段[19]。……