DE2353203A1

DE2353203A1 - Verfahren zur herstellung von auskoppelspiegeln fuer hochleistungslaser

Info

Publication number: DE2353203A1
Application number: DE19732353203
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl Phys Frank
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1973-10-24
Filing date: 1973-10-24
Publication date: 1975-04-30
Also published as: DE2353203C3; DE2353203B2

Description

Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für Hochleistüngslaser

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Auskoppel spiegein für Hochleistungslaser, d<sren Spiegelträgerrohlinge - vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung - mit in" Abstand und Durchmesser gleichmäßigen Bohrungen bzw. mit bearbeiteten Rändern versehen, sind.

Solche Auskoppelspiegel sind allgemein bekannt. Die bisher bekannten Verfahreis zur Herstellung solcher Spiegel sehen vor, dleß d©r Spiegelträgerrohling mit gleichmäßigen- Bohrungen bzw. bearbeiteten Rändern versehen wird. Diesem Arbeitsgang schließt sieh dann das Schleif- und Polierverfahresa an und darauf erfolgt die Aufdämpfung der Spiegelschicht. Diese Anordnungen weisen jedoch nach dem Schleif- und Polierver^fahren stark abgeschliffene Ränder und Kanten der Bohrlöcher etc. auf, wo-

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durch hohe Absorptions- und Beugungsverluste hervorgerufen werden. Da die Spiegelschicht, die in der Mehrzahl der Fälle aus Gold besteht, direkt auf den polierten Trägerrohling aufgedampft wird, diffundiert das Gold bei den höhen Wärmebeleatungen mit der Zeit in das Kupfer. Diese Nachteile zu beseitigen liegt als Aufgabe der vorliegenden Erfindung zugrunde.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Herstellungsverfahren solcher Auskoppelspiegel folgende Wrfahrensschritte durchgeführt'werden:

a) Ausgießen der Bohrungen bzw. Einfassen der Ränder des Spiegelträgers mit einer leicht schmelzbaren Metalllegierung - beispielsweise Zinn -, oder 2-Komponenten-Gießharz, vorzugsweise von gleicher Härte und gleichen Poliereigenschaften wie der Spiegelträger,

b) anschließend Schleifen und Polieren des Spiegelträgers,

c) Ausschmelzen der Metallegierung aus den Bohrungen bzw. Entfernen des Gießharzes,

d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht auf den Spiegelträger,

e) erneutes Ausgießen der Bohrungen,

f) Fertigpolieren des Spiegelträgers,

g) Ausschmelzen der Metallegierung aus den Bohrungen bzw. Entfernen des Gießharzes,

h) Bedampfen des Spiegelträgers mit einer Spiegelschicht.

Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen bleiben nun die LochrHnder b@£ den Auskoppelspiegeln in stabilen Resonatoranordnungen und die Außenränder bei den Auskoppelspiegeln in astabilen Reeonatoranordmmgen scharfkantig erhalten, wodurch die Absorptions- und Beuguttgsv@rluete extrem niedrig gehalten werden können. Als weiterer Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrene darf angesehen werden, daß das Diffundieren des Goldspiegelbelages in das Kupfer .des Spiegelträgers verhindert wird.

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Um das Diffundieren sicher zu verhindern, wird nrorgesthlagen, daß vor dem Bedampfen des Spiegelträgers mit einer Spiegelschicht auf diesem Spiegelträger und dessen Nickel- bzw. Chromschicht ein Dielektrikum — beispielsweise SiO - aufgebracht wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist nachfolgend an einem Ausführungebeispiel beschrieben und gezeichnet. Die Figuren der Zeichnung zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen Auskoppelspiegel nach

dem bisherigen Stand der Technik; Fig. 2 einen Querschnitt durch einen Auskoppelspiegel nach dem erfindungegemäßen Vorfahren.

Ein Spiegelträger 10, vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wird mit Bohrungen 20 versehen, die einen bestimmten Durchmesser besitzen, der sich nach dem gewünschten Auskoppelgrad richtet. Diese Bohrungen sind in einer bestimmten Anzahl -■ entsprechend dem Auskoppelgrad - auf der gesamten Spiegeloberfläche 16 verteilt. Anschließend werden die Bohrungen - oder bei astabilen Resonatoranordsmngen die Außenränder 17 des . ~ Spiegelträgers 10 - mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung lk, beispielsweise aus Zinn oder 2-Komponenten-Gießharz, ausgegossen bzw. eingefaßt. Durch diese Maßnahme wird der Spiegelträger 10 wieder ein Vollkörper, der dem nachfolgenden Schleifund Polierverfahren keinerlei freistehende Kanten oder Ränder bietet. Ist das Schleifen und Polieren beendet, so wird das in · den Bohrungen 20 befindliche Metall l4 ausgeschmolzen und der Spiegelkörper 10 mit einer galvanisch aufgebrachten Nickeloder Chromschicht 11 versehen. Durch diese Schicht wird gewährleistet, daß die aufzudampfende Spiegelschicht 13 porenfrei wird. Bei den bisherigen reinen Kupferspiegeln kann dies wegen der in der Schmelze gelösten Luft fast nie erreicht werden.

Ehe aber die Spiegelschicht 13 - vorzugsweise aus Gold - aufge-

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dampft wird, wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Chrom- bzw. Kickelschicht 11 erneut poliert, hierzu jedoch vorher die Bohrungen 20 erneut mit der Metallschmelze bzw. dem Gießharz lk ausgegossen. Nach diesem Polieren wird die schmelzbare Metallegierung bzw. das Gießharz lh entfernt und die Spiegelschicht 13 aufgedampft.

Um sicher zu gehen, daß keine Diffundierung der Spiegelschicht 13 mit dem Trägermaterial stattfindet, was vor allem bei den vorherrschenden hohen Wärtnebelastungen besonders begünstigt wird, ist ferner vorgesehen, daß zwischen die Xickelschicht 11 und die Spiegelschicht 13 ein Dielektrikum 12 - beispielsweise aus SiO — aufgebracht wird.

Der nach diesem Verfahren hergestellte Auskoppelspiegel weist nun extrem scharfe Ränder beziehungsweise Kanten auf, die zu wesentlich geringeren Absorptions- und Deugungsverlusten führen.

- Patentansprüche -

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Claims

MESSr.RSCIIMITT-BÖLKO^-BLOIIM -5 - Ottobrunn, 8. Okt. 1973

GESELLSCHAFT -^: BS 64

MIT BESCHRÄNKTER HAFTUNG ' Kre/Ke

MÜNCHEN : '

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P at en t ans ρ r ü g h e

l.\ Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für llocljleistungslaser, deren. Spiegelträgerrohlinge - vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung - mit in Abstand und Durchmesser gleichmäßigen Bohrungen beziehungsweise mit bearbeiteten Rändern versehen sind, g e Ic e η η ζ e i e h net durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausgießen der Bohrungen (20) beziehungsweise Einfassen der Ränder (-17) des Spiegelträgers ( 10) mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung (l4)■■■"-" beispielsweise Zinn oder einem 2-Komponenten^Gießharz, vorzugsweise von gleicher Härte und gleichen Pöliereigenschaften wie der Spiegelträger,

b) anschließend Schleifen Und Polieren des Spiegelträgers

(10),

c) Ausschmelzen der Metallegierung (i4) aus den Bohrungen (20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes,

d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht (11) auf den Spiegelträger ClO),

e) erneutes Ausgießen der Bohrungen (20),

f) Fertigpolieren des Spiegelträgers (lO),

g) Ausschmelzen der Metallegierung (l4) aus den Bohrungen

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(20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes, h) Bedampfen des Spiegelträgers (lO) mit piner Spiegelschicht (13).

Verfahren nach Anspruch I₁ dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bedampfen des Spiegelträgers (10) mit einer Spiegelschicht (13) auf diesem Spiegelträger (lO) und dessen Nickel- beziehungsweise Chromschicht (ll) ein Dielektrikum (l2) - beispielsweise SiO - aufgebracht wird.

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