沈卫星-高功率激光光学元件反射镜镀膜面形变形问题探讨(1).pdf

1、高功率激光光学元件反射镜镀膜后面形的变形问题探讨沈卫星2023年4月主要内容高功率激光光学元件反射镜镀膜后面形变形现象原因分析解决方案探讨讨论方式从光学检测角度利用已有的有效数据（10几年前项目用的反射镜测试数据）*提出问题抛砖引玉与光学镀膜、光学加工、光学材料相关技术人员交流期望能解决大尺寸反射镜面形变形的问题*注：10几年前光学检测仪器与能力不足，另镀膜供货方有强烈的工艺保密需求，能利用的数据并不多高功率激光装置的反射镜镀反射膜后面形变化约在2005年-2008年间，对一批基片材料为H-K9L、外形尺寸为1288818（mm）反射镜镀膜前后的检验过程中，反射面形镀膜前后的变化，不同批次变化

2、量不同；后来更换不同材料判断：208厂块料（精密退火后内应力较小）镀膜前后基本无变化 208厂条料或其它来源材料（内应力较大）镀膜前后有变化，变化量不等现象反射膜面形时效性一镀膜12088（mm）反射镜数据 镀膜后第一次测试是在镀膜完成后12天后。第二次测试是在元件放置25%RH的干燥箱较长时间间隔后即时取出进行的，以后的几次测试是将元件放置在房间中，湿度取决于房间湿度。测试温度基本在20C。很明显此元件面形变化与搁置时间和湿度有关。(单位:)镀膜前基底镀膜后第一次测试镀膜后第二次测试镀膜后第三次测试镀膜后第四次测试镀膜后第五次测试PV0.1070.1430.3290.2970.3450.33

3、7POWER-0.0230.0530.2980.2230.3060.282测试日期07-9-07-12-707-12-1007-12-1407-12-18测试条件60%RH25%RH61%RH51RH52RH大口径光学元件反射膜面形变形更为严重，最大至23个光圈570mm反射镜镀膜前后面形靶场第一块基频反射镜（54042070）镀膜前后面形PV、GRMS值镀膜后镀膜前元件编号PV(波长)PV低频滤波（波长）GRMS1(nm/cm)GRMS2(nm/cm)PV(波长)PV低频滤波（波长）GRMS1(nm/cm)GRMS2(nm/cm)TA-M-1-010.288 0.277 6.9 4.7 0.

4、194 0.167 5.5 5.5 TA-M-1-020.265 0.252 7.7 7.4 0.133 0.121 5.0 5.1 TA-M-1-030.346 0.324 8.0 5.3 0.165 0.157 5.4 5.3 TA-M-1-050.585 0.570 13.8 5.1 0.167 0.137 3.9 4.0 TA-M-1-070.250 0.221 6.3 5.7 0.250 0.162 3.7 3.2 TA-M-1-080.594 0.576 17.3 5.4 0.140 0.130 5.6 4.2 TA-M-1-100.487 0.472 11.4 7.7 0.169

5、 0.144 4.9 4.9 TA-M-1-110.422 0.412 8.3 7.3 0.189 0.134 4.5 4.5 TA-M-1-120.438 0.402 14.7 8.2 0.183 0.178 5.0 5.0 TA-M-1-130.384 0.359 11.7 6.3 0.198 0.169 4.8 4.5 部分第二块和第三块基频反射镜镀膜后面形数据（厚度50、60mm)编号PV（波长）AstMag/AngGRMS1（nm/cm）TA-M-2-010.582 0.30/-62.908.8TA-M-2-020.646 0.42/-12.5710.1TA-M-2-030.547

6、0.13/-18.5311.4TA-M-2-040.423 0.08/-36.518.9TA-M-2-070.567 0.98/-39.2615.8TA-M-2-080.515 0.18/-32.9612.7TA-M-3-020.4620.29/7.916.3TA-M-3-060.4430.29/1.396.3TA-M-3-071.0920.12/5.1224.0镀反射膜后面形变化原因1）主要原因：反射膜是多层膜，膜厚约几十微米，膜的应力造成面形产生较大的变化；2）激光光学元件反射膜的应力受湿度影响较大，从而面形随湿度有微妙变化；3）材料内应力较大（可以避免的）4）粗磨亚表面裂纹影响（可以避免