DE2353203C3

DE2353203C3 - Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegel für Hochleistungslaser

Info

Publication number: DE2353203C3
Application number: DE19732353203
Authority: DE
Inventors: Frank Dipl.-Phys. 8000 Muenchen 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: 1979-01-11
Also published as: DE2353203A1; DE2353203B2

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für Hochleistungslaser. deren 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 (vgl. IEE Journal of Quantum Electronics. QE-f> (1970). Nr. 11. Seiten 754 bis 75(S. und Proceedings of the IEEE. Bd. 53 [I^l;h5|. Nr. 3. S. 277 bis 2X7). Die bisher bekannten Verfahren zur Herstellung solcher Spiegel sehen vor. daß der .Spiegelträgerrohling mit gleichmäßigen Bohrungen bzw. bearbeiteten Rändern versehen wird. Diesem Arbeitsgang schließt sich dann das Schleif- und Polierverfahren an und darauf erfolgt die Aufdampfung der Spiegelschicht. Diese Anordnungen weisen jedoch nach dem Schleif- und Polierverfahren stark abgeschliffene Ränder und Kanten der Bohrlöcher ete. auf. Wodurch höhe Absorptions- und BeüguiigsVerlüslc hervorgerufen Werden. Da die Spiegelschicht, die in der Mehrzahl der Fälle aus Gold besteht, direkt auf den polierten Trägcrrc.hling aufgedampft wird, diffundiert, das Gold bei den hohen Wärmcbclastttngen mit der Zeit in das Kupfer.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art so zu entwickeln, daß einmal das Material der Spiegelschicht nicht mehr in das Trägermaterial eindiffunj diert und außerdem die Bohrlöcher einwandfrei scharfe Kanten und Ränder beibehalten.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß beim Herstellungsverfahren solcher Auskoppelspiegel folgende Verfahrensschritte durchgeführt werden:
in a) Ausgießen der Bohrungen bzw. Einfassen der Ränder des Spiegelträgers mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung oder einem 2-Komponenten-Gießharz von gleicher Härte und gleichen Poliereigenschaften wie der Spiegelträ- > ger,

b) anschließend Schleifen und Polieren des Spiegelträgers,

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

-'Ii d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht auf den Spiegclirägcr,

e) erneutes Ausgießen der Bohrungen,

f) Fertigpolieren des Spiegelträgers,

g) Ausschmelzen der Metallegierung aus den Bohr > rungen bzw. Entfernen des Gießharzes,

h) Bedampfen des Spiegelträgers mi' einer Spiegelschicht.

Durch diese vorgeschlagenen Maßnahmen bleiben nun die Lochränder bei den Auskoppelspiegcln in sta-

sii bilcn Resonatoranordnungen und die Außenränder beiden Auskoppelspiegeln in astabilen Resonatoranordnungen scharfkantig erhalten, wodurch die Absorptions- und Beugungsverluste extrem niedrig gehalten werden können. Als weiterer Vorteil des

)■> erfindungsgemäßen Verfahrens darf angesehen werden, daß das Diffundieren des Goldspiegelbelages in das Kupfer des Spiegelträgers verhindert wird.

Um das Diffundieren sieher zu verhindern, wird vorgeschlagen, daß vor dem Bedampfen des Spiegelei trägers mit einer Spiegelschicht auf diesem Spiegelträger und dessen Nickel- b/w. Chroitischicht ein Dielektrikum aufgebracht wird.

Ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird an Hand der Zeichnung, die einen

j-, Querschnitt durch einen nach diesem Verfahren hergestellten Auskoppelspiegel zeigt, näher erläutert.

Eiin Spicgeltrager 10. vorzugsweise aus Kupfer oder einer Kupferlegierung, wird mit Bohrungen 20 versehen, die einen bestimmten Durchmesser besitzen, der

-,(ι 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 astahilen Resonatoranord-

-,-, !Hingen die Außenraiuler 17 des Spiegelträgers 10
mit einer leicht schmelzbaren Metallegierung 14, beispielsweise aus Zinn oder 2-Komponenten-Gießharz. ausgegossen bzw eingefaßt. Durch diese Maßnahme wird der Spiepcltiager 10 wieder ein Vollkörper, der

mi dem nachfolgenden Schleif- und Polierverfahren keinerlei freistehende Kanten oder Ränder bietet. Ist das Schleifen und Polieren beendet, so wird das in den Bohrungen 20 befindliche Metall 14 ausgcschmolzcn und der Spiegelkörpcr 10 mit einer galvanisch aufgc-

_b<; brachten Nickel- oder Chromschicht Ü versehen. Durch diese Schicht wird gewährleistet, daß die aufzudampfende Spicgelschicht 13 porenfrei wird. Bei den bisherigen reinen Kupferspiegcln kann dies wegen der

in der Schmelze gelösten Luft fast nie erreicht werden.

Ehe aber die Spiegelschicht 13 - vorzugsweise aus Gold - aufgedampft wird, wird gemäß dem vorgeschlagenen Verfahren die Chrom- bzw. Nickelschicht 11 erneut poliert, hierzu jedoch vorher die Bohrungen > 20 erneut mit der Metallschmelze bzw. dem Gießharz 14 ausgegossen. Nach diesem Polieren wird die schmelzbare Metallegierung bzw. das Gießharz 14 entfernt und riJe Spiegelschicht 13 aufgedampft.

Um sicherzugehen, daB keine Diffundierung der in Spiegelschicht 13 mit dem Trägermaterial stattfindet, was vor allem bei den vorherrschenden hohen Wiirmebelastungen besonders begünstigt wird, ist ferner vorgesehen, daß zwischen die Niekelschicht 11 und die Spiegelschicht 13 ein Dielektrikum 12- beispielsweise aus SiO - aufgebracht wird.

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

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

I. Verfahren zur Herstellung von Auskoppelspiegeln für Hochleistungslaser, deren Spiegelträgerrohlinge mit in Abstand und Durchmesser gleichmäßigen Bohrungen beziehungsweise mit bearbeiteten Rändern versehen sind, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

a) Ausgießen der Bohrungen (20) beziehungsweise Einfassen der Ränder (17) des Spiegelträgers (10) mit einer leichtschmelzbaren Metallegierung (14) oder einem Zweikomponenten-Gießharz von gleicher Härte und gleichen Poliereigenschaften wie der Spiegelträger,

b) anschließend Schleifen und Polieren des Spiegelträgers (10),

c) Ausschmelzen der Metallegierung (14) aus den hohrungen (20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes,

d) galvanisches Aufbringen einer Nickel- oder Chromschicht (11) auf den Spiegelträger (10),

e) erneutes Ausgießen der Bohrungen (20),

f) Fertigpolieren des Spierelträgers (10),

g) Ausschmelzen der Metallegierung (14) aus den Bohrungen (20) beziehungsweise Entfernen des Gießharzes,

h) Bedampfen des Spiegelträgers (10) mit einer Spiegel":hicht (13)
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Bedampfen des Spiegelträgers (10) mit einer Spiersischicht (13) auf diesem Spiegelträger (10) und dessen Nickel- beziehungsweise Chromschicht (11) ein Dielektrikum (12) aufgebracht wird.