DE1904660B2 - Verfahren zum verbessern des oberflaechenverhaltens von glaesern gegenueber laser strahlung - Google Patents

Verfahren zum verbessern des oberflaechenverhaltens von glaesern gegenueber laser strahlung

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Jean Villeneuve Triage Davit (Frankreich)
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    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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    • C03C21/001—Treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by diffusing ions or metals in the surface in liquid phase, e.g. molten salts, solutions

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbessern des Oberflächenverhaltens von Gläsern gegenüber Laser-Strahlung.
Wenn man die Leistung einer Laser-Strahlung erhöhen will, stößt man an die Schädigungsschwelle der Gläser, durch welche diese Strahlung hindurchgeht. Das ist insbesondere der Fall bei den Austrittsflächen von Laser-Stäben aus dotiertem Glas, vor allem solchen, welche die letzten Stufen von Verstärkerketten bilden. Die gleiche Schwierigkeit tritt auf bei Elementen wie Linsen, Prismen, halbreflektierenden Scheiben, die im Strahlengang eines Laserbündels angeordnet sind.
Die Erfindung bezweckt ein Verfahren zum Verbessern des Oberflächen Verhaltens von Gläsern, so daß man die Leistungen von Laserbündeln erhöhen kann, ohne eine Schädigung oder einen Bruch der Gläser zu bewirken.
Der Erfindung liegt die Entdeckung zugrunde, daß ein Zusammenhang zwischen der Schädigungsschwellengrenze und der Anwesenheit von OH~-Ionen in der Glasoberfläche besteht. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis wird die oben genannte Aufgabe durch das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gelöst, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Stoff behandelt werden, der die an diesen Oberflächen chemisorbierten OH~-Ionen durch Ionen, welche geringere Protonenaffinitäten aufweisen, ersetzt. Vorteilhafterweise werden die Oberflächen der Gläser mit Dimethyldichlorsilan oder mit einem Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure, das vorzugsweise aus 0,1 °/0 Fluorwasserstoffsäure und 99,9 °/0 Schwefelsäure besteht, behandelt. Die aus der deutschen Auslegeschrift 1040198, französischen Patentschrift 1 402 2Ö2 und USA.-Patentschrift 2 982 053 bekannten Verfahren, bei denen OH~-Ionen durch Halogenionen, insbesondere F'-Ionen, ersetzt wurden, konnten das erfindungsgemäße Verfahren nicht nahelegen, da diese Verfahren ganz anderen Zwecken dienen. So sollen z. B. mit dem Verfahren nach der deutschen Auslegeschrift 1 040 198 die oberflächennahen Alkaliionen in Gläsern gebunden werden, während mit dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 402 262 bzw. der USA.-Patentschrift 2 982 053 Restwasser aus porösen Glaskörpern mit hohem Siliciumgehalt entfernt werden soll.
Vorzugsweise werden die Oberflächen der Gläser gereinigt, beispielsweise mit Wasser oder Alkohol.
Die Behandlungsdauer beträgt beim erfindungsgemäßen Verfahren einige Minuten, zweckmäßigerweise über 10 Minuten, beispielsweise etwa 20 Minuten bis 40 Minuten oder 1 Stunde, insbesondere 30 Minuten, um gute Wirkungen zu erhalten.
Im folgenden werden zwei Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens und die dabei erhaltenen Ergebnisse beschrieben.
Beispiel 1
Man taucht das zu behandelnde Glas etwa 30 Minuten lang in eine Dimethyldichlorsilan-Lösung, wobei ein Ersatz der an der Oberfläche chemisorbierten OH~-Ionen durch CH3--Ionen stattfindet. Anschließend säubert man die Oberflächen mit Alkohol, um Abscheidungen zu vermeiden.
Für das benutzte Laser-Glas steigt die mittels eines Impulse von 30 Nanosekunden Impulsbreite bei halber Impulshöhe liefernden Lasers gemessene Schädigungsschwelle von 40 Joule/cm2 auf 60 Joule/cm2.
Beispiel 2
Man taucht das zu behandelnde Glas etwa 30 Minuten lang in ein Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure im Verhältnis 0,1 °/0 HF zu 99,9% H2SO4. Dabei erfolgt ein Austausch der an der Oberfläche chemisorbierten OH~-Ionen durch F~-Ionen. Anschließend säubert man die Oberfläche mit Alkohol.
Die Schädigungsschwelle des benutzten Laser-Glases steigt in diesem Fall von 40 Joule/cm2 auf 110 Joule/cm2, wiederum bei einem Impuls von 30 Nanosekunden Impulsbreite bei halber Impulshöhe.

Claims (7)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum Verbessern des Oberflächenverhaltens von Gläsern gegenüber Laser-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Stoff behandelt werden, der die an diesen Oberflächen chemisorbierten OH~-Ionen durch Ionen ersetzt, welche geringe Protonenaffinitäten aufweisen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser nach der Behandlung gereinigt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit Alkohol vorgenommen wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit Wasser vorgenommen wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit Dimethyldichlorsilan behandelt werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure behandelt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächen der Gläser mit einem Gemisch aus 0,1 °/0 Fluorwasserstoffsäure und 99,9 °/0 Schwefelsäure behandelt werden.
DE19691904660 1968-02-02 1969-01-31 Verfahren zum verbessern des oberflaechenverhaltens von glaesern gegenueber laser strahlung Withdrawn DE1904660B2 (de)

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