[发明专利]激光玻璃低温键合包边方法

说明书

一种采用增透膜作为无机粘剂的激光玻璃低温键合包边方法，采用激光玻璃和掺Cu²⁺的包边玻璃，激光玻璃的侧面和包边玻璃侧面均研磨抛光，并清洁。在激光玻璃和包边玻璃的侧面各镀一层有增透性质的薄膜，此薄膜的折射率介于激光玻璃和包边玻璃的折射率之间。将激光玻璃和包边玻璃的镀膜面采用低温键合方式牢固地结合起来。本发明方法一方面避免了包边工艺中采用包边胶所带来的胶层老化，易脱落等问题，另一方面降低了侧面加工带来的缺陷散射。

技术领域

本发明涉及激光玻璃，特别是一种激光玻璃的低温键合包边方法。更详细地说是一种片状激光玻璃的低温键合包边方法。

背景技术

激光玻璃是万焦耳级激光装置中常用的增益介质，其能量转换特性直接影响装置的增益能力。随着通光口径的不断增大，放大自发辐射(ASE)和寄生振荡(PO)对增益均匀性的影响越来越显著。为了抑制ASE和PO，对激光玻璃的侧面采用了包边工艺。

已有的包边工艺有烧结包边，如美国专利3885974，液体包边，如“Parasiticsuppression in large aperture disk lasers employing liquid edge claddings”，聚合物包边，如美国专利4849036，中国专利CN10197679A等，镀膜包边，如美国专利005335287A等。烧结包边工艺复杂，易引入大量的气泡，影响ASE的抑制。液体包边需要配置折射率匹配液，对液体要求较高，折射率匹配溶液和玻璃之间可以实现均匀接触，折射率易调整，易于进行包边实验，但需要一个大容器来存放包边溶液。镀膜包边是在增益介质表面镀一层折射率匹配的薄膜，减少内部反射达到抑制ASE和PO的作用，主要适用于高平均功率激光装置而且需要添加冷却装置。聚合物包边是目前常用在万焦耳级激光装置中的包边方式，即采用有机黏胶如环氧树脂胶将激光玻璃和含Cu²⁺的包边玻璃牢固地粘贴起来，包边胶满足折射率匹配，这种包边方式易于操作可靠性较好，但是由于采用了有机粘剂，导致胶层在强氙灯辐照下易老化，易脱落，耐候性较差。

氢氧化物催化键合已经广泛应用于太空光学系统中，如“Hydroxide-catalysisbonding for stable optical systemsfor space”等，其键合键合强度高，所需温度低，键合面如光胶一样均匀透明。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种激光玻璃低温键合包边方法，采用薄膜作为无机粘剂，具有折射率匹配好，粘接强度高，可靠性好，操作简单等优点，同时克服了包边胶的易老化等问题，可以有效地抑制ASE和PO，达到提高激光玻璃增益的目的。

本发明的解决方案如下：

一种激光玻璃的低温键合包边方法，该方法包括如下步骤：

步骤1、选取折射率为n₁的激光玻璃和折射率为n₂的包边玻璃，满足n₁<n₂，且激光玻璃和包边玻璃的热膨胀系数相差较小。

步骤2、对激光玻璃的侧面和包边玻璃的侧面进行研磨抛光加工，并清洁。

步骤3、在激光玻璃和包边玻璃抛光面镀一层均匀的薄膜。对镀膜面进行清洗，增加表面活性。

步骤4、制备富含OH-的碱性键合溶液。将过滤后的键合溶液滴于激光玻璃的镀膜面，将包边玻璃的镀膜面和激光玻璃的镀膜面接触，并轻轻挤压。

步骤5、将工件放在室温下固化特定时间，之后进行退火处理，增加键合强度。

所述的包边玻璃和激光玻璃侧面加工需使加工后的表面面形优于λ/3，其中λ为以激光玻璃作为增益介质的激光运行波段。

所述的镀膜应在真空镀膜机中进行，其真空度小于10^-3Pa。