CN111359996A - 一种增透膜清洗复用装置及清洗方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种增透膜清洗复用装置，属于增透膜清洗装置技术领域，通过将增透膜及基底光学元件采用夹具垂直放置在真空腔室内，真空腔室一端使用盲板密封，一端采用石英玻璃密封。启动真空机组，真空泵快速将腔体内气压降低至设定值使腔室内真空度满足等离子发生条件，进而由充气端口通入合适的反应气体如氧气、氩气等等。环绕分布在腔体内的电极由等离子体发生器控制产生等离子体场，等离子体作用于光学元件及其表面增透膜，最终使膜层达到去除增透膜表面有机污染物的使用目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种增透膜清洗复用装置，特别是涉及一种光学元件增透膜清洗装置，属于光学元件及增透膜清洗装置技术领域。
背景技术
增透膜主要是用来减少光能在光学元件表面的反射损失。通常是在光学元件表面的透光面镀制一层折射率小于基底折射率的透明介质薄膜，利用光的干涉原理，使入射光在膜上下两个表面的反射光干涉相消，从而使反射光能减小，透射光能相对增大。目前较为常用的有两种方法，即物理方法和化学方法。而激光装置等光学系统中应用最多的是化学的溶胶-凝胶法，其以应力少，缺陷少，良好的抗激光损伤性能为主要优势。
现代光学系统不断发展，对增透膜也提出了更高的要求。由于化学的溶胶-凝胶增透膜结构属于疏松多孔，表面含有大量的硅羟基，在高真空环境中使用时极易吸附环境中的水分和有机物，从而使光学性能和抗激光损伤性能下降。因此急需开发出一种在增透膜污染后能快速清洗复用的装置，减少光学系统中元件的浪费和使用成本。为此本发明公开了一种增透膜清洗复用装置及清洗方法来优化上述问题。
发明内容
本发明的主要目的是为了提供一种增透膜清洗复用装置，便于光学元件在污染后的清洗和重复利用，对提高激光装置的光学元件的使用寿命及降低成本有重要意义。
本发明的目的可以通过采用如下技术方案达到：
一种增透膜清洗复用装置，包括真空腔室、真空机组、等离子体控制组件、真空密封组件和元件夹具，所述元件夹具安装在所述真空腔室内壁顶部的一侧，所述真空机组安装在所述真空腔室底部一侧，所述真空密封组件安装在所述真空腔室外表面，且与所述真空腔室连通，所述等离子体控制组件控制真空腔室内的等离子反应。
优选的，所述真空密封组件包括真空腔背面密封背板、密封镜框和密封石英玻璃，所述真空腔背面密封背板为多块并固定在所述真空腔室表面，所述密封石英玻璃安装在所述真空腔室侧壁，所述密封镜框与所述密封石英玻璃密封连接。
优选的，所述真空腔室内壁环绕设置等离子体电极，所述真空腔室连接等离子体发生器，所述等离子体控制组件与所述等离子体发生器电性连接。
优选的，所述真空腔室内壁设有线缆接口、真空规接口、电控接口、充气口和小口径透明观察孔，所述线缆接口、所述真空规接口、所述充气口设在所述真空腔室的顶部，所述电控接口设在所述真空腔室的底部，所述小口径透明观察孔设在所述真空腔室的侧部。
本发明还提供了一种增透膜的清洗方法，具体包含如下步骤：
步骤1：将包含增透膜的光学元件放置在真空腔室内，增透膜的表面具有需要清洗的污染物；
步骤2：封闭真空腔室，然后对真空腔室进行抽真空处理，一般将真空腔室内的气体抽到10-15Pa左右即可；
步骤3：向真空腔室内通入清洗气体，清洗气体是指能够在电极作用下转化为等离子体；一般通入清洗气体后，保持真空腔室内的气压为20Pa左右即可；具体的清洗气体类型可以根据增透膜和光学元件的材质确定；
步骤4：利用等离子体电极对清洗气体放电，使得清洗气体转化为等离子体并作用于增透膜；一般情况下，等离子体电极释放高频电压击穿清洗气体，使得清洗气体产生辉光放电而形成等离子体；
步骤5：清洗完成后，停止放电并将清洗气体和反应后的产物排出真空腔室，将真空腔室恢复至大气压，以备下次清洗使用。
优选的，步骤1中所述的真空腔室内设置有多个元件夹具，包含增透膜的光学元件通过元件夹具固定在真空腔室内；元件夹具既能保障一次清洗多个光学元件又能保持光学元件固定，方便清洗。
优选的，步骤3中所述的清洗气体为氧气或氩气。
本发明的有益技术效果：
通过将增透膜主体光学元件由夹具垂直放置在真空腔内，每个元件间隔一定距离便于清洗均匀。启动真空机组，真空泵快速将腔体内气压降低至设定值使腔室内真空度满足等离子发生条件，进而由充气端口通入合适的反应气体如氧气、氩气等等。环绕分布在腔体内的电极由等离子体发生器控制产生等离子体场，等离子体作用于光学元件及其表面增透膜，最终使膜层达到去除增透膜表面污染物的使用目的。污染后的镀膜光学元件在清洗过后可以达到激光装置光学元件的使用标准。
附图说明
图1为按照本发明的一种增透膜清洗复用装置的一优选实施例的侧视图；
图中：1-真空腔室，2-元件夹具，3-密封镜框，4-密封石英玻璃，5-等离子体电极，6-等离子体发生器，7-等离子控制组件，8-线缆接口，9-真空规接口，10-电控接口，11-充气口，12一真空腔背面密封背板，13-小口径透明观察孔，14-真空机组，15-真空密封组件。
具体实施方式
为使本领域技术人员更加清楚和明确本发明的技术方案，下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种增透膜清洗复用装置，包括真空腔室1、真空机组14、等离子体控制组件7、真空密封组件15和元件夹具2，所述元件夹具2安装在所述真空腔室1内壁顶部的一侧，所述真空机组14安装在所述真空腔室1底部一侧，所述真空密封组件15安装在所述真空腔室1外表面，且与所述真空腔室1连通，所述等离子体控制组件7控制真空腔室1内的等离子反应。
进一步的，所述真空密封组件15包括真空腔背面密封背板12、密封镜框3和密封石英玻璃4，所述真空腔背面密封背板12为多块并固定在所述真空腔室1表面，所述密封石英玻璃4安装在所述真空腔室1侧壁，所述密封镜框3与所述密封石英玻璃4密封连接。
进一步的，所述真空腔室1内壁环绕设置等离子体电极5，所述真空腔室1连接等离子体发生器6，所述等离子体控制组件7与所述等离子体发生器6电性连接。
进一步的，所述真空腔室1内壁设有线缆接口8、真空规接口9、电控接口10、充气口11和小口径透明观察孔13，所述线缆接口、所述真空规接口9、所述充气口11设在所述真空腔室1的顶部，所述电控接口10设在所述真空腔室1的底部，所述小口径透明观察孔13设在所述真空腔室1的侧部。
通过将镀膜元件固定在真空腔内的夹具2上，由密封组件15将腔体密封稳定后，启动真空机组14，由真空机组14的真空泵快速将真空腔体1内气压降低至设定值，使腔室内真空度满足等离子发生条件，进而由充气口11通入合适的反应气体如氧气、氩气等等。。
线缆接口8用于连接各种传感器极外部监控设备，环绕分布在腔体内的等离子体电极5由等离子体发生器6控制与真空腔室1内的气体之间产生等离子体场，等离子体作用于光学元件及其表面增透膜，最终达到使膜层达到去除增透膜表面污染物的使用目的。
本实施例增透膜清洗复用装置的具体清洗步骤是：
步骤1：将包含增透膜的光学元件固定在真空腔室1内的元件夹具2上；
步骤2：使用真空机组14对真空腔室1进行抽真空处理，抽到真空腔室1内的气压为10-15Pa；
步骤3：向真空腔室1内通入氧气或氩气直至真空腔室1内的气压达到20Pa；
步骤4：利用等离子体电极5对氧气或氩气放电，使得氧气或氩气转化为等离子体并作用于增透膜；
步骤5：清洗完成后，停止放电并将氧气或氩气以及反应后的产物排出真空腔室1，将真空腔室1恢复至大气压。
污染后的镀膜光学元件在经过上述清洗过后可以达到激光装置的使用标准。
以上所述，仅为本发明进一步的实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明所公开的范围内，根据本发明的技术方案及其构思加以等同替换或改变，都属于本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种增透膜清洗复用装置，其特征在于：包括真空腔室(1)、真空机组(14)、等离子体控制组件(7)、真空密封组件(15)和元件夹具(2)，所述元件夹具(2)安装在所述真空腔室(1)内壁顶部的一侧，所述真空机组(14)安装在所述真空腔室(1)底部一侧，所述真空密封组件(15)安装在所述真空腔室(1)外表面，且与所述真空腔室(1)连通，所述等离子体控制组件(7)控制真空腔室(1)内的等离子反应。
2.根据权利要求1所述的一种增透膜清洗复用装置，其特征在于：所述真空密封组件(15)包括真空腔背面密封背板(12)、密封镜框(3)和密封石英玻璃(4)，所述真空腔背面密封背板(12)为多块并固定在所述真空腔室(1)表面，所述密封石英玻璃(4)安装在所述真空腔室(1)侧壁，所述密封镜框(3)与所述密封石英玻璃(4)密封连接。
3.根据权利要求1所述的一种增透膜清洗复用装置，其特征在于：所述真空腔室(1)内壁环绕设置等离子体电极(5)，所述真空腔室(1)连接等离子体发生器(6)，所述等离子体控制组件(7)与所述等离子体发生器(6)电性连接。
4.根据权利要求1所述的一种增透膜清洗复用装置，其特征在于：所述真空腔室(1)内壁设有线缆接口(8)、真空规接口(9)、电控接口(10)、充气口(11)和小口径透明观察孔(13)，所述线缆接口、所述真空规接口(9)、所述充气口(11)设在所述真空腔室(1)的顶部，所述电控接口(10)设在所述真空腔室(1)的底部，所述小口径透明观察孔(13)设在所述真空腔室(1)的侧部。
5.一种增透膜清洗方法，其特征在于包括如下步骤：
步骤1：将包含增透膜的光学元件放置在真空腔室(1)内；
步骤2：对真空腔室(1)进行抽真空处理；
步骤3：向真空腔室(1)内通入清洗气体；
步骤4：利用等离子体电极(5)对清洗气体放电，使得清洗气体转化为等离子体并清洗增透膜；
步骤5：将清洗气体和反应后的产物排出真空腔室(1)，将真空腔室(1)恢复至大气压。
6.根据权利要求5所述的一种增透膜清洗方法，其特征在于：
所述步骤1中所述的真空腔室(1)内设置有多个元件夹具(2)，包含增透膜的光学元件通过元件夹具(2)固定在真空腔室(1)内。
7.根据权利要求5所述的一种增透膜清洗方法，其特征在于：
所述步骤3中所述的清洗气体为氧气或氩气。
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