一种防护波长1064NM激光的薄膜结构及其制备方法

专利2025-06-17  39


本发明涉及一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,属于激光防护。


背景技术:

1、激光防护膜是一种特殊设计的材料,用于吸收、散射或反射激光所产生的辐射,从而保护敏感器件免受激光辐射的伤害。激光防护膜通常由多层复合材料构成,具有特定的光学特性,可以选择性地吸收或反射特定波长的激光光束。

2、激光是一种高能光束,具有强大的能量和高度集中的特性,因此在工业、医疗和科研等领域的广泛应用中,激光辐射可能对人体造成眼睛和皮肤等组织损伤,甚至引发严重后果。为了保护人们的健康和安全,激光防护技术得到了快速发展和应用。激光防护技术主要包括激光防护用品的设计制造和激光辐射安全管理等方面。激光防护用品如激光护目镜、激光防护服等,采用特殊材料和结构,能够有效阻挡激光辐射,减少其对人体的伤害。随着激光的快速发展,科研中常常要使用高能激光,但这些激光可能对设备和人员造成潜在的危险,这迫切需要研究和发展激光防护技术。因此,解决激光辐射的问题对现代社会来说具有重要意义。


技术实现思路

1、本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷,提供一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,观察仿真结果中温度分布,找出容易发生薄膜破损的地方,在后续设计中可以重点关注;另一方面由于在薄膜上添加了微凸点,通过改变凸点大小和间隙来观察分析其温度变化并获得防护膜损坏时的时间,从而评估薄膜的防护性能,为其空间应用防护设计提供技术保障。

2、优先地,本发明提供一种防护波长1064nm激光的薄膜结构,包括基材、sio2薄膜、防护膜结构和微凸点结构,基材上覆盖有sio2薄膜,sio2薄膜上覆盖有防护膜结构或微凸点结构。

3、优先地,基材为不锈钢箔。

4、优先地,一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,用于制备所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构,包括以下步骤:

5、在预处理后的基材表面涂覆sio2悬浊液,形成sio2涂层;

6、对基材进行烘干,在基材上形成sio2薄膜;

7、对sio2涂层添加微凸点,在sio2薄膜上形成防护膜结构。

8、优先地,在预处理后的基材表面涂覆sio2悬浊液,形成sio2涂层,包括:

9、在预处理后的基材表面涂覆的sio2悬浊液中sio2的含量为8-12wt%,sio2悬浊液的溶剂为乙醇;

10、将sio2悬浊液滴于基材中心,待sio2悬浊液完全浸润基材表面后按照第一预设时间将基材在转速100-200rpm下旋转,使sio2悬浊液均匀分布在基材表面;

11、按照第二预设时间将基材在400-600rpm下旋转,甩出基材上多余的sio2悬浊液,形成sio2涂层。

12、优先地,对基材进行烘干,在基材上形成sio2薄膜,包括:

13、多次重复采用co2激光器对基材的sio2涂层表面进行整片扫描,控制sio2涂层处的温度为400-450℃,使sio2涂层固化形成第一厚度阈值的sio2薄膜;

14、优先地,对sio2涂层添加微凸点,在sio2薄膜上形成防护膜结构,包括:

15、将sio2晶圆贴合在sio2薄膜表面上,或者将sio2晶圆放置在反应室中使得sio2薄膜在sio2晶圆表面上生长;

16、在sio2涂层或sio2晶圆表面上涂布光刻胶,将微凸点模板覆盖在光刻胶上,按照预设时间利用紫外光照射光刻胶;

17、利用显影剂去除未暴露于紫外光的光刻胶,暴露出sio2薄膜表面;

18、在暴露出的sio2薄膜表面进行刻蚀形成微凸点结构;

19、清洗sio2薄膜表面和微凸点结构,去除残留光刻胶和刻蚀产物,形成防护膜结构。

20、优先地,预处理基材,包括:

21、利用乙醇溶液清洁基材表面;

22、利用去离子水配合干燥气体吹干基材;

23、检查基材是否存在缺陷,若否则获得与处理后的基材。

24、本发明所达到的有益效果:

25、本发明提出的一种用于防护波长1064nm激光的薄膜结构,通过优化凸点间隔来提高防护膜对激光的反射率,并使薄膜对高功率密度激光的防护时间增加,从而保护内部敏感器件为其空间应用防护设计提供技术保障,具有较好的经济效益和社会效益;

26、本发明通过控制涂布sio2时转速的方法,有效的控制sio2薄膜层厚度及均匀涂布sio2形成品质良好的sio2薄膜。

27、本发明在制备过程中确保参数的稳定性和一致性并实时监测和检查微凸点结构的形貌,提高薄膜表面微凸点的形状。



技术特征:

1.一种防护波长1064nm激光的薄膜结构,其特征在于,包括基材、sio2薄膜、防护膜结构和微凸点结构,基材上覆盖有sio2薄膜,sio2薄膜上覆盖有防护膜结构或微凸点结构。

2.根据权利要求1所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构,其特征在于,

3.一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,其特征在于,用于制备权利要求1或2所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构,包括以下步骤:

4.根据权利要求3所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,其特征在于,在预处理后的基材表面涂覆sio2悬浊液,形成sio2涂层,包括:

5.根据权利要求3所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,其特征在于,对基材进行烘干,在基材上形成sio2薄膜,包括:

6.根据权利要求3所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,其特征在于,对sio2涂层添加微凸点,在sio2薄膜上形成防护膜结构,包括:

7.根据权利要求3所述的一种防护波长1064nm激光的薄膜结构及其制备方法,其特征在于,预处理基材,包括:


技术总结
本发明公开了一种防护波长1064NM激光的薄膜结构及其制备方法,用于制备一种防护波长1064NM激光的薄膜结构,包括以下步骤:在预处理后的基材表面涂覆SiO<subgt;2</subgt;悬浊液,形成SiO<subgt;2</subgt;涂层;对基材进行烘干,在基材上形成SiO<subgt;2</subgt;薄膜;对SiO<subgt;2</subgt;涂层添加微凸点,在SiO<subgt;2</subgt;薄膜上形成防护膜结构。本发明可以有效的提高其在1064nm波长的激光辐照下薄膜的反射率,有助于开展针对性的抗辐射加固设计,满足空间防护膜在航天、核工业领域的需求。

技术研发人员:郑澍,冯子华,薛玉雄,刘洋
受保护的技术使用者:扬州大学
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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