專利名稱：Kbbf族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件及制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)耦合器件及制備方法，特別涉及ー種KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件及制備方法。
背景技術(shù)：
光學(xué)系統(tǒng)經(jīng)常需要將兩個(gè)或多個(gè)光學(xué)元件結(jié)合到一起，一般有如下三種方法，光學(xué)膠粘接、直接光膠和鍵合。光學(xué)膠粘接是用光學(xué)膠粘接兩個(gè)鏡面拋光的表面，這種技術(shù)簡(jiǎn)單易行，可以粘接非同種光學(xué)材料，但缺點(diǎn)是任何中間粘結(jié)物會(huì)給表面帶來(lái)瑕潰，影響元件的質(zhì)量；再者很難找到和光學(xué)元件折射率完全一致的光學(xué)膠，特別在兩個(gè)光學(xué)元件為非同種光學(xué)材料是尤為如此，光線經(jīng)由元件和膠體界面時(shí)不可避免地要發(fā)生菲涅耳反射，損失光通量；最后，光學(xué)膠結(jié)合力不夠牢固，特別是在激光系統(tǒng)中應(yīng)用時(shí)容易受熱，導(dǎo)致光學(xué)膠軟化、變形甚至開裂，在較強(qiáng)激光功率作用下，光學(xué)膠易產(chǎn)生光損傷，影響使用。第二個(gè)方法是將兩個(gè)元件直接光膠，這是通過超光滑表面粘結(jié)光學(xué)元件的ー項(xiàng)技術(shù)，稱為“光膠”，而其實(shí)并沒有用到任何實(shí)際的膠。其原理是兩個(gè)足夠光滑的表面可以相距很近，其分子會(huì)緊緊相鄰，相互之間的距離很小，由于電磁作用而相互吸引。表面越是光滑，分子間的距離越小，這種吸引力就越大，這種分子相互吸引的合力甚至比第一種方法光學(xué)膠的粘結(jié)カ還要大。光膠對(duì)同類光學(xué)材料的結(jié)合非常適用，但是若兩個(gè)光學(xué)元件屬于非同種光學(xué)材料，由于熱膨脹系數(shù)的不同，在受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生不一致的膨脹，導(dǎo)致兩個(gè)元件分離，這在高功率激光系統(tǒng)中尤為常見。故光膠一般只能用于小功率激光系統(tǒng)，例如目前通用的激光晶體(Nd = YVO4)和非線性倍頻晶體KTP通過光膠形式制成的532nm綠光激光器晶體組件，在500mW的LD泵浦下能產(chǎn)生70mW以上的綠光。第三種是高溫鍵合，適用于同類光學(xué)材料的結(jié)合，其方法是在普通光膠的基礎(chǔ)上進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，讓兩個(gè)光學(xué)元件靠近界面處發(fā)生原子的高溫?cái)U(kuò)散，增強(qiáng)結(jié)合力。這種方法一般只能用于同類光學(xué)材料之間，例如在摻雜YAG晶體激光棒兩端光膠不摻雜的YAG晶體，經(jīng)過高溫處理完成鍵合，達(dá)到改善激光棒熱性能的目的。KBBF族晶體是目前唯一可通過直接倍頻方法實(shí)現(xiàn)深紫外諧波光輸出的非線性光學(xué)材料。為解決層狀結(jié)構(gòu)的KBBF族晶體難以按倍頻相位匹配方向切割的難題，一種非線性光學(xué)晶體光接觸棱鏡耦合技術(shù)(PCT)及其裝置已經(jīng)發(fā)明(ZL 01115313. X5US6，859，305B2 ;日本專利4074124)，解決了使該種晶體實(shí)現(xiàn)了高效、高光束質(zhì)量和寬調(diào)諧等實(shí)用化、精密化深紫外倍頻功能。目前光學(xué)加工領(lǐng)域內(nèi)，KBBF族晶體棱鏡耦合器件中，KBBF族晶體和氟化鈣晶體棱鏡或石英玻璃棱鏡通過普通光膠耦合，由于是非同種材料，結(jié)合力不夠強(qiáng)，而且界面兩邊材料的熱膨脹系數(shù)等熱性能不一樣，在受熱時(shí)會(huì)產(chǎn)生不一致的膨脹，導(dǎo)致兩個(gè)光學(xué)元件分離或界面損壞。特別是在高功率激光系統(tǒng)中，激光功率大，持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)，界面處不易散熱，溫度過高，常常在界面處先造成損壞，輕者影響激光光束質(zhì)量，重者導(dǎo)致兩個(gè)界面脫離，期間作廢。另外對(duì)于KBBF族晶體和KBBF族晶體之間也往往采用光膠結(jié)合増加通光長(zhǎng)度。由于KBBF族晶體組成復(fù)雜，原子種類較多，因而具有復(fù)雜的熱性能，我們稱之為可光膠性不強(qiáng)。在高功率激光系統(tǒng)中，同樣會(huì)在界面處先造成損壞，嚴(yán)重的可導(dǎo)致兩個(gè)界面脫離。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有KBBF族晶體棱鏡耦合器件中KBBF族晶體和光學(xué)晶體或光學(xué)玻璃光膠時(shí)結(jié)合力不夠的問題，而提供ー種KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件及制備方法。器件中的KBBF族晶體與棱鏡耦合之間耦合是通過過渡層光膠，屬于同種材質(zhì)光膠，屬于強(qiáng)化光膠，膠合區(qū)無(wú)空洞，膠合強(qiáng)度得以大大提高；且エ藝簡(jiǎn)單、成本低，可用于激光光學(xué)元器件，提高器件性能和抗光損傷閾值。本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下本發(fā)明提供的ー種KBBF族晶體與棱鏡f禹合的光學(xué)f禹合器件,其由具有ニ光滑表面的KBBF族晶體； 分別蒸鍍于所述KBBF族晶體的該ニ光滑表面上的過渡層；及分別光膠于被激活后的所述ニ過渡層上的棱鏡組成；所述過渡層厚度為200nm-1000nm,其材質(zhì)與棱鏡材質(zhì)相同；所述KBBF族晶體的ニ光滑表面為晶體的結(jié)晶學(xué)c面；所述KBBF族晶體的光滑表面的表面粗糙度Ra小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈；所述的KBBF族晶體為ー塊KBBF族晶體或?yàn)橛啥鄩KKBBF族晶體通過過鍍層薄膜光膠組合而成的多KBBF族晶體組合體；所述過鍍層薄膜為不同于所述KBBF族晶體材質(zhì)的膜層。上述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其步驟如下I)首先，將ー塊KBBF族晶體的ニ欲光膠表面和ニ棱鏡的欲光膠表面進(jìn)行超光滑精密光學(xué)拋光，使欲光膠表面達(dá)到表面粗糙度Ra均小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圏；之后，在KBBF族晶體的經(jīng)超光滑精密光學(xué)拋光的ニ欲光膠表面上分別蒸鍍ー過渡層；該過渡層厚度為200nm-1000nm，其材質(zhì)與棱鏡材質(zhì)相同；所述過鍍層薄膜為氟化鈣膜層或ニ氧化硅膜層。2)將蒸鍍于KBBF族晶體上的ニ過渡層激活；3)將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的過渡層與所述棱鏡欲光膠表面進(jìn)行光膠，并進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，以達(dá)到KBBF族晶體和棱鏡之間的深度鍵合，得到KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)稱合器件；所述的高溫?zé)崽幚頌樵?0°C 600°C下處理I 120小吋，熱處理氣氛為大氣氣
氛，惰性氣氣氛，還原氣氣氛或氧化氣氣氛。所述KBBF族晶體為氟硼鈹酸鉀晶體、氟硼鈹酸銣晶體或氟硼鈹酸銫晶體。所述的棱鏡為光學(xué)晶體棱鏡或光學(xué)玻璃棱鏡。所述的光學(xué)晶體棱鏡為CaF2棱鏡；所述的光學(xué)玻璃棱鏡為石英玻璃棱鏡。所述過鍍層為氟化鈣膜層或ニ氧化硅膜層。所述的蒸鍍方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或?yàn)R射沉積方法。所述激活方法為等離子激活或機(jī)械拋光激活。本發(fā)明提供的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件，還可由
具有ニ光滑表面的KBBF族晶體；—對(duì)分別具有一光滑表面的棱鏡；分別蒸鍍于所述KBBF族晶體的ニ光滑表面上的第一過渡層；分別蒸鍍于該對(duì)棱鏡光滑表面上的第二過渡層；所述KBBF族晶體的ニ光滑表面上的第一過渡層分別與所述ニ棱鏡上的第二過渡層光膠鍵合成一體組成；所述第一過渡層和第二過渡層厚度為200nm-1000nm，其材質(zhì)為不同于KBBF族晶體材質(zhì)及棱鏡材質(zhì)的同種第三種光學(xué)物質(zhì)。所述同種第三種光學(xué)物質(zhì)為ニ氧化硅Si02。所述KBBF族晶體的ニ光滑表面為晶體c面； 所述KBBF族晶體和棱鏡的光滑表面的表面粗糙度Ra小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈；所述的KBBF族晶體為ー塊KBBF族晶體或?yàn)橛啥鄩KKBBF族晶體通過過鍍層薄膜光膠組合而成的多KBBF族晶體組合體；所述過鍍層薄膜材質(zhì)為不同于所述KBBF族晶體材質(zhì)的光學(xué)物質(zhì)。所述KBBF族晶體為氟硼鈹酸鉀晶體、氟硼鈹酸銣晶體或氟硼鈹酸銫晶體。所述的棱鏡為光學(xué)晶體棱鏡或光學(xué)玻璃棱鏡。所述的光學(xué)晶體棱鏡為CaF2棱鏡；所述的光學(xué)玻璃棱鏡為石英玻璃棱鏡。所述過鍍層為氟化鈣膜層或ニ氧化硅膜層。上述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其步驟如下I)首先，將ー塊KBBF族晶體的ニ欲光膠表面和ニ塊棱鏡的欲光膠表面進(jìn)行超光滑精密光學(xué)拋光，使欲光膠表面達(dá)到表面粗糙度Ra均小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈；之后，在所述KBBF族晶體的經(jīng)超光滑精密光學(xué)拋光的ニ欲光膠表面上分別蒸鍍ー層第一過渡層；在所述ニ塊棱鏡的欲光膠表面上分別蒸鍍ー層第二過渡層；所述第一過渡層和第二過渡層厚度為200nm-1000nm材質(zhì),其材質(zhì)為不同于KBBF族晶體材質(zhì)及棱鏡材質(zhì)的同種第三種物質(zhì)；所述同種第三種物質(zhì)為ニ氧化硅。3)激活第一過渡層和第二過渡層；4)將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的一第一過渡層與所述ー塊棱鏡欲光膠表面上的第二過渡層進(jìn)行光膠；將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的另ー第一過渡層與所述另ー塊棱鏡欲光膠表面上的第二過渡層進(jìn)行光膠，再進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，以達(dá)到KBBF族晶體和棱鏡之間的深度鍵合，得到KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件；所述的高溫?zé)崽幚頌樵?0°C 600°C下處理I 120小吋，熱處理氣氛為大氣氣
氛，惰性氣氣氛，還原氣氣氛或氧化氣氣氛。所述KBBF族晶體為氟硼鈹酸鉀晶體、氟硼鈹酸銣晶體或氟硼鈹酸銫晶體。所述的棱鏡為光學(xué)晶體棱鏡或光學(xué)玻璃棱鏡。所述的光學(xué)晶體棱鏡為CaF2棱鏡；所述的光學(xué)玻璃棱鏡為石英玻璃棱鏡。所述的蒸鍍方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或?yàn)R射沉積方法。所述激活方法為等離子激活或機(jī)械拋光激活。所述同種第三種物質(zhì)為ニ氧化硅。本發(fā)明將于KBBF族晶體與棱鏡通過過渡層光膠進(jìn)行耦合，這種過渡層光膠屬于兩個(gè)同種材質(zhì)的光學(xué)元件的光膠，具有較強(qiáng)的可光膠性，故此時(shí)的光膠結(jié)合力較兩KBBF族晶體直接光膠為強(qiáng)。
以上光膠與通常的光膠エ藝類似，必須保持高度的清潔，并按照一定的步驟進(jìn)行徹底清潔兩個(gè)欲光膠的表面，包括清除殘余拋光粉，在顯微鏡照明器的照明下用干凈的毛巾或鹿皮揩去兩個(gè)欲光膠的表面所有的纖維絲，或者用靜電式萬(wàn)能毛刷清除可能帶電荷的零件吸附的纖維絲；在表面上用哈氣檢驗(yàn)要達(dá)到的干凈程度，呈灰色表面則表明已經(jīng)清潔；將揩干凈的兩個(gè)欲光膠的表面在単色光下再檢驗(yàn)一次，然后將兩個(gè)表面輕輕接觸，就會(huì)自動(dòng)光膠上，如果觀察不到條紋或條紋過多，說(shuō)明光學(xué)表面上有纖維絲或塵埃，應(yīng)用靜電刷再刷一下重新光膠。如果光膠是理想的，所有擴(kuò)展后的條紋應(yīng)呈灰色。整個(gè)エ藝流程最好有一間清潔的工作室，配以超凈工作臺(tái)。光膠后視情況需要，進(jìn)行高溫?zé)崽幚磉M(jìn)ー步強(qiáng)化KBBF族晶體與棱鏡通過過渡層之間的結(jié)合力。本發(fā)明的方法和通常的同種材料的鍵合類似，將光膠后的結(jié)合體，放入烘箱或高溫爐中進(jìn)行熱處理，然后緩慢降溫即可實(shí)現(xiàn)鍵合；爐膛氣氛可以是大氣氣氛，惰性氣氣氛，還原氣氣氛或氧化氣氣氛。本發(fā)明的提供的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件及制備方法，所采用的過渡層光膠可以稱作名副其實(shí)“深度光膠”，其優(yōu)點(diǎn)是對(duì)于KBBF族晶體和其它光學(xué)晶體或光學(xué)玻璃，或KBBF族晶體和KBBF族晶體，實(shí)現(xiàn)強(qiáng)化光膠，膠合區(qū)無(wú)空洞，膠合強(qiáng)度比普通光膠大大提高；而且エ藝簡(jiǎn)單、成本低，可用于激光光學(xué)元器件，降低熱效應(yīng)，提高器件性能和抗光損傷閾值。


圖I至圖3分別為ー種KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為ニ塊KBBF族晶體通過過渡層光膠而成的ニ塊KBBF族晶體組合體。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I :制備ー KBBF-氟化鈣(CaF2)晶體棱鏡耦合器件KBBF-氟化鈣(CaF2)晶體棱鏡耦合器件結(jié)構(gòu)和圖I所示；其制備步驟首先，將ー塊KBBF晶體的ニ欲光膠表面和ニ塊CaF2棱鏡的欲光膠表面進(jìn)行超光滑精密光學(xué)拋光，使欲光膠表面達(dá)到表面粗糙度Ra均小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈；在KBBF晶體的ニ欲光膠表面上各鍍制ー層CaF2薄膜；此器件用于177. 3nm相干光輸出，CaF2薄膜膜層厚度在200nm-250nm范圍均可；CaF2薄膜是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢的KBBF晶體上的兩個(gè)CaF2薄膜經(jīng)過機(jī)械拋光后將鍍層激活，然后將兩個(gè)CaF2薄膜分別與氟化鈣晶體(成分為CaF2)棱鏡光膠；光膠后的KBBF-氟化鈣(CaF2)晶體棱鏡耦合器件兩端用夾具施以一定大小的カ夾緊，然后放置烘箱中加熱，高溫?zé)崽幚頊囟葹?0°C，熱處理時(shí)間為120小時(shí)，熱處理氣氛為大氣氣氛；經(jīng)一段時(shí)候加熱后，本實(shí)施例的KBBF-氟化鈣(CaF2)晶體棱鏡耦合器件通過深度光膠完成。實(shí)施例2 :制備ー KBBF-石英(SiO2)棱鏡耦合器件的制備該實(shí)施例的KBBF-石英(SiO2)棱鏡耦合器件結(jié)構(gòu)如圖2所示；其制備與實(shí)施例I基本相同，所不同的是鍍制的過渡層為SiO2薄膜；此器件用于193nm相干光輸出，膜層厚度范圍300nm-320nm。兩SiO2薄膜是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢后KBBF晶體上的兩個(gè)SiO2薄膜經(jīng)過機(jī)械拋光后將鍍層激活，然后與石英玻璃(成分為Si02)棱鏡光膠；光膠后的組合晶體器件兩端用夾具施以一定大小的カ夾緊，然后放置烘箱中加熱，高溫?zé)崽幚頊囟葹?00°C，熱處理時(shí)間為80小時(shí)，熱處理氣氛為氬氣(Ar)氣氛。經(jīng)一段時(shí)候加熱后，本實(shí)施例的KBBF-石英(SiO2)棱鏡耦合器件通過深度光膠完成。實(shí)施例3 :制備ー KBBF-氟化鈣(CaF2) /石英(SiO2)棱鏡耦合器件本實(shí)施例的KBBF-氟化鈣(CaF2)/石英(SiO2)棱鏡耦合器件的結(jié)構(gòu)如圖3所示，其制備與實(shí)施例I不同的是=KBBF —表面鍍制的過渡層為CaF2薄膜，另ー表面鍍制的過渡層為SiO2薄膜；此器件用于177. 3nm相干光輸出，CaF2薄膜厚度為500_550nm ；Si02薄膜600-700nm。CaF2薄膜和SiO2薄膜均是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢的KBBF晶體上的CaF2薄膜和SiO2薄膜經(jīng)過等離子體激活，然后CaF2薄膜與氟化鈣(CaF2)晶體棱鏡光，SiO2薄膜與石英玻璃(成分為SiO2)棱鏡光膠，光膠后的組合晶體器件兩端用夾具施以一定大小的カ夾緊，然后放置電阻爐中加熱，溫度為300°C，熱處理時(shí)間為50小吋。熱處理為氧化氣氛，其組成為含氧氣(02)40%、含氮?dú)?N2)60%的混合氣。經(jīng)加熱后，KBBF-氟化鈣(CaF2)/石英(SiO2)棱鏡耦合器件通過深度光膠完成。實(shí)施例4 =RBBF-氟化鈣(CaF2)棱鏡耦合器件的深度光膠RBBF棱鏡耦合器件的結(jié)構(gòu)和圖I類似。在RBBF晶體的前后表面各鍍制一定厚度的CaF2薄膜；此器件用于175nm 2230nm的可調(diào)諧相干光輸出，膜層厚度范圍700_760nm。CaF2薄膜是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢的KBBF晶體上的兩CaF2薄膜經(jīng)過拋光后被激活，然后分別與氟化鈣(成分為CaF2)棱鏡光膠；光膠后的組合晶體器件兩端用夾具施以一定大小的カ夾緊，然后放置電阻爐中加熱，溫度為400°C，熱處理時(shí)間為30小吋。熱處理氣氛為還原氣氛，其組成為含氫氣(H2)6%、含氮?dú)?N2)94%的混合氣。經(jīng)加熱后，本實(shí)施例的RBBF-氟化鈣(CaF2)棱鏡耦合器件通過光膠完成。實(shí)施例5 =CBBF-氟化鈣(CaF2)棱鏡耦合器件的深度光膠CBBF棱鏡耦合器件的結(jié)構(gòu)和圖I類似。在CBBF晶體的前后表面各鍍制一定厚度的CaF2薄膜；此器件用于266納米相干光輸出，膜層厚度范圍800_850nm CaF2薄膜是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢的CBBF晶體上的兩個(gè)CaF2膜層經(jīng)過等離子體激活，然后分別與氟化鈣(成分為CaF2)晶體棱鏡光膠；光膠后的組合晶體器件兩端用夾具施以一定大小的カ夾緊，放置電阻爐中加熱，溫度為500°C，熱處理時(shí)間為15小吋。熱處理氣氛為大氣氣氛。經(jīng)加熱后，本實(shí)施例的CBBF-氟化|丐(CaF2)棱鏡稱合器件通過光膠完成。實(shí)施例6 =KBBF晶體-KBBF晶體的深度光膠兩個(gè)厚度分別為2mm的KBBF晶體，結(jié)構(gòu)如圖4所示。在兩KBBF晶體的欲光膠表面分別鍍制ー層SiO2薄膜；此器件匹配不同角度的棱鏡可以用于177. 3nm 600nm相干光輸出，膜層厚度范圍950-1000nm ;所述SiO2薄膜是用電子束蒸發(fā)的方式蒸鍍，并輔以離子束輔助；鍍制完畢的KBBF晶體上的ニ SiO2薄膜經(jīng)過機(jī)械拋光后激活，然后進(jìn)行光膠并放置電阻爐中加熱，溫度為600°C，熱處理時(shí)間為I小時(shí)。熱處理氣氛為大氣氣氛。經(jīng)加熱后，得到本實(shí)施例的ー塊厚度為4mm的KBBF晶體，同理可以通過此方法將多塊KBBF晶體進(jìn)行光膠組合。本發(fā)明對(duì)于KBBF族晶體KBBF族晶體與棱鏡通過過渡層光膠進(jìn)行耦合，過渡層光、膠屬于兩個(gè)同種材質(zhì)的光學(xué)兀件的光膠，具有較強(qiáng)的可光膠性，故此時(shí)的光膠結(jié)合力較兩KBBF族晶體直接光膠為強(qiáng)。權(quán)利要求
1.ー種KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件，其由 具有ニ光滑表面的KBBF族晶體； 分別蒸鍍于所述KBBF族晶體的該ニ光滑表面上的過渡層 '及 分別光膠于被激活后的所述ニ過渡層上的棱鏡組成； 所述過渡層厚度為200nm-1000nm,其材質(zhì)與棱鏡材質(zhì)相同； 所述KBBF族晶體的ニ光滑表面為晶體的結(jié)晶學(xué)c面；所述KBBF族晶體的光滑表面的表面粗糙度Ra小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈；所述的KBBF族晶體為ー塊KBBF族晶體或?yàn)橛啥鄩KKBBF族晶體通過過鍍層薄膜光膠組合而成的多KBBF族晶體組合體；所述過鍍層薄膜為不同于所述KBBF族晶體材質(zhì)的膜層。
2.—種KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件，其由 具有ニ光滑表面的KBBF族晶體； 一對(duì)分別具有一光滑表面的棱鏡； 分別蒸鍍于所述KBBF族晶體的ニ光滑表面上的第一過渡層； 分別蒸鍍于該對(duì)棱鏡光滑表面上的第二過渡層； 所述KBBF族晶體的ニ光滑表面上的第一過渡層分別與所述ニ棱鏡上的第二過渡層光膠鍵合成一體組成； 所述第一過渡層和第二過渡層厚度為200nm-1000nm，其材質(zhì)為不同于KBBF族晶體材質(zhì)及棱鏡材質(zhì)的同種第三種光學(xué)物質(zhì)。
所述KBBF族晶體的ニ光滑表面為晶體c面； 所述KBBF族晶體和棱鏡的光滑表面的表面粗糙度Ra小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圈； 所述的KBBF族晶體為ー塊KBBF族晶體或?yàn)橛啥鄩KKBBF族晶體通過過鍍層薄膜光膠組合而成的多KBBF族晶體組合體；所述過鍍層薄膜材質(zhì)為不同于所述KBBF族晶體材質(zhì)的光學(xué)物質(zhì)。
3.按權(quán)利要求I或2所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件，其特征在于，所述KBBF族晶體為氟硼鈹酸鉀晶體、氟硼鈹酸銣晶體或氟硼鈹酸銫晶體。
4.按權(quán)利要求I或2所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件，其特征在于，所述的棱鏡為光學(xué)晶體棱鏡或光學(xué)玻璃棱鏡。
5.按按權(quán)利要求I所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器，其特征在于，所述過鍍層為氟化鈣膜層或ニ氧化硅膜層。
6.按按權(quán)利要求2所述的KBBF族晶體與棱鏡稱合的光學(xué)稱合器,其特征在于,所述同種第三種光學(xué)物質(zhì)為ニ氧化硅SiO2。
7.按按權(quán)利要求4所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器，其特征在于，所述的光學(xué)晶體棱鏡為CaF2棱鏡；所述的光學(xué)玻璃棱鏡為石英玻璃棱鏡。
8.—種權(quán)利要求I所述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其步驟如下 I)首先，將ー塊KBBF族晶體的ニ欲光膠表面和ニ棱鏡的欲光膠表面進(jìn)行超光滑精密光學(xué)拋光，使欲光膠表面達(dá)到表面粗糙度Ra均小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圏； 之后，在KBBF族晶體的經(jīng)超光滑精密光學(xué)拋光的ニ欲光膠表面上分別蒸鍍一過渡層；該過渡層厚度為200nm-1000nm,其材質(zhì)與棱鏡材質(zhì)相同； 2)將蒸鍍于KBBF族晶體上的ニ過渡層激活； 3)將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的過渡層與所述棱鏡欲光膠表面進(jìn)行光膠，并進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，以達(dá)到KBBF族晶體和棱鏡之間的深度鍵合，得到KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)率禹合器件； 所述的高溫?zé)崽幚頌樵?0°C 600°C下處理I 120小時(shí)，熱處理氣氛為大氣氣氛，惰性氣氣氛，還原氣氣氛或氧化氣氣氛。
9.一種權(quán)利要求2所述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其步驟如下 I)首先，將ー塊KBBF族晶體的ニ欲光膠表面和ニ塊棱鏡的欲光膠表面進(jìn)行超光滑精密光學(xué)拋光，使欲光膠表面達(dá)到表面粗糙度Ra均小于0. 5納米，面型精度小于1/8光圏； 之后，在所述KBBF族晶體的經(jīng)超光滑精密光學(xué)拋光的ニ欲光膠表面上分別蒸鍍ー層第一過渡層；在所述ニ塊棱鏡的欲光膠表面上分別蒸鍍ー層第二過渡層； 所述第一過渡層和第二過渡層厚度為200nm-1000nm材質(zhì)，其材質(zhì)為不同于KBBF族晶體材質(zhì)及棱鏡材質(zhì)的同種第三種物質(zhì)； 3)激活第一過渡層和第二過渡層； 4)將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的一第一過渡層與所述ー塊棱鏡欲光膠表面上的第二過渡層進(jìn)行光膠；將蒸鍍于所述KBBF族晶體上的另ー第一過渡層與所述另ー塊棱鏡欲光膠表面上的第二過渡層進(jìn)行光膠，再進(jìn)行高溫?zé)崽幚?，以達(dá)到KBBF族晶體和棱鏡之間的深度鍵合，得到KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件； 所述的高溫?zé)崽幚頌樵?0°C 600°C下處理I 120小時(shí)，熱處理氣氛為大氣氣氛，惰性氣氣氛，還原氣氣氛或氧化氣氣氛。
10.按權(quán)利要求8或9所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述KBBF族晶體為氟硼鈹酸鉀晶體、氟硼鈹酸銣晶體或氟硼鈹酸銫晶體。
11.按權(quán)利要求8或9所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述的棱鏡為光學(xué)晶體棱鏡或光學(xué)玻璃棱鏡。
12.按權(quán)利要求8或9所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述的蒸鍍方法為化學(xué)氣相沉積、物理氣相沉積或?yàn)R射沉積方法。
13.按權(quán)利要求8或9所述的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述激活方法為等離子激活或機(jī)械拋光激活。
14.按權(quán)利要求9所述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述同種第三種物質(zhì)為ニ氧化硅。
15.按權(quán)利要求11所述KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件的制備方法，其特征在于，所述的光學(xué)晶體棱鏡為CaF2棱鏡；所述的光學(xué)玻璃棱鏡為石英玻璃棱鏡。
全文摘要
本發(fā)明的KBBF族晶體與棱鏡耦合的光學(xué)耦合器件及制法，其由具有二光滑表面的KBBF族晶體；分別蒸鍍于KBBF族晶體二光滑表面上的過渡層；及分別光膠于被激活后的二過渡層上的棱鏡組成；或由具有二光滑表面的KBBF族晶體；一對(duì)分別具有一光滑表面的棱鏡；分別蒸鍍于KBBF族晶體二光滑表面上的第一過渡層；分別蒸鍍于該對(duì)棱鏡光滑表面上的第二過渡層；第一過渡層分別與第二過渡層光膠鍵合成一體組成；優(yōu)點(diǎn)是KBBF族晶體與棱鏡耦合之間耦合是通過過渡層光膠，屬于同種材質(zhì)光膠，屬于強(qiáng)化光膠，膠合區(qū)無(wú)空洞，膠合強(qiáng)度得以大大提高；且工藝簡(jiǎn)單、成本低，可用于激光光學(xué)元器件，提高器件性能和抗光損傷閾值。
文檔編號(hào)G02B5/04GK102768450SQ20111011276
公開日2012年11月7日 申請(qǐng)日期2011年5月3日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月3日
發(fā)明者朱鏞, 李如康, 王曉洋, 范飛鏑, 陳創(chuàng)天 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院理化技術(shù)研究所