大口径高功率反射器件

摘要

一种大口径高功率反射器件，是在高硼硅基底上镀高反射膜构成，本发明可改善K9材料的高热膨胀系数产生的温度梯度应力造成的影响，具有更强的抗断裂能力；同时可降低成本，达到石英材料接近的光学性能、机械性能、热学性能。

说明书

技术领域

本发明涉及光学加工，特别是一种大口径高功率反射器件。

背景技术

在大型高功率激光装置中，尤其是在大型核聚变装置中，光束口径大，光束能量密度高，用作光束折转的反射器件必须口径大，损伤阈值高，且对反射器件面形有一定的要求。

常用的反射器件基底材料是K9玻璃或石英玻璃，然而对于大型激光高功率装置中，玻璃基底是K9材料的反射器件，热膨胀系数较大，在温度梯度应力下易造成变形，从而影响镜片面形；石英玻璃基底的反射器件的热膨胀系数较低，但价格较贵，在大型高功率装置中，反射器件数量往往需要几十块甚至上百块，从而成本过高。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述问题，提出一种大口径高功率的反射器，该反射器具有较低的热膨胀系数、良好的热稳定性、化学稳定性、透光性能和电学性能，抗化学侵蚀性、抗热冲击性和机械性能好，使用温度高、硬度高等特性，可改善普通K9材料的高热膨胀系数产生的温度梯度应力造成的影响，具有更强的抗断裂能力；同时可降低成本，达到石英材料接近的光学性能、机械性能、热学性能。

本发明的技术解决方案如下：

一种大口径高功率反射器，由高硼硅玻璃基底上镀高反射膜构成。

所述的高反射膜为高反介质膜或高反金属膜。

本发明的技术效果：

从表2的材料性能对比，高硼硅玻璃材料的光学性能和机械性能接近于常用材料的性能，热膨胀系数更优。仿真表明，在同等外形尺寸条件下(100x100x10.5mm

附图说明

图1是本发明所用高硼硅玻璃材料制作的反射器件示意图。

图2本发明所述的各玻璃基底材料热膨胀变形仿真图，其中A为高硼硅玻璃、B为K9玻璃、C为石英玻璃。

图3是本发明所述的各玻璃基底材料自重变形仿真图，其中A为高硼硅玻璃、B为K9玻璃、C为石英玻璃。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。

请参阅图1,可见，本发明大口径高功率的反射器件，包括高硼硅玻璃基底101，其表面镀有高反膜102，102可以是高反介质膜或高反金属膜。

图2A、2B、2C是本发明所用的实施例中的三种玻璃基底材料(高硼硅玻璃、K9玻璃、石英玻璃)热膨胀变形对比仿真图。本发明所用的仿真参数见表2，外部约束尺寸为100x100x10.5mm3，厚度方向上设置上下表面温差1℃，图2A高硼硅玻璃基底材料(简称pryex)、 K9玻璃和石英玻璃的热膨胀变形分别为3.82x10-7m，9.78x10-7m和 6.61x10

图3A、3B、3C是本发明实施例中所述的各基底材料自重变形仿真图。此规格参数下，高硼硅玻璃、K9玻璃、石英玻璃自重最大变形分别为1.03x10

表1是本发明实施例中所述的三种玻璃基底所制作的反射器件损伤阈值测试数据表。本实施例测试方法为在同一能量E下，对样品元件上N个点进行辐照，每个点只辐照一次，发生损伤的点数为n，发生损伤的概率为p＝n/N，改变激光能量，按照上述方法进行不同能量下发生损伤概率的统计。最后，对损伤概率与能量进行线性拟合，对应零损伤概率的通量密度定义为损伤阈值。本次测试光斑直径 107.7um，所用1064nm、7ns高斯脉冲激光分别辐照到三种玻璃基底材料(高硼硅，K9,石英)制作的反射器件上，通过诱导损伤概率曲线,对应的零概率损伤阈值分别为K9:96.6J/cm

表1高硼硅与K9、石英的零概率损伤阈值表

从损伤阈值角度，可以看出三种玻璃基底材料分别制作的反射器件的损伤性能较为接近。

从表2的材料性能对比，高硼硅玻璃材料的光学性能和机械性能接近于常用材料的性能，热膨胀系数更优。

表2高硼硅材料与K9、石英材料的特性参数

最后所应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。