射頻板條CO2激光器電極表面磁控濺射鍍膜研究.pdf

1、目前國內(nèi)射頻板條 CO2激光器主要采用紫銅作為電極材料，在激光器放電使用半年至一年之后，銅電極由于氧化和電子濺射導致表面被污染，影響了電極表面的反射率和波導損耗率，造成設備運行不穩(wěn)定，輸出功率大幅度降低。為了解決這一問題，本文利用氧化鋁高硬度、高絕緣、抗氧化的特點，結合磁控濺射鍍膜和反應磁控濺射鍍膜技術進行銅電極表面制備Al2O3介質(zhì)膜的研究和實驗。具體研究工作如下：
　　（1）通過有限元軟件模擬了鍍膜前后的電極表面溫度場分布狀況

2、，證明了4-8μm的A1和2μm的A12O3構成的膜層結構不會對電極的散熱效果和表面溫度場分布狀況產(chǎn)生影響。
　?。?）分析銅、鋁、氧化鋁材料對10.6μ m波長的光束的折射率，用菲涅爾公式計算了這些材料對 CO2激光的反射率和損耗，通過單次波導傳輸?shù)亩啻喂夥瓷鋼p耗近似計算了銅、鋁、氧化鋁對 CO2激光的波導損耗，得出了 Al-Al2O3膜層比 Cu對掠入射的CO2激光損耗更小的結論。
　　（3）采用磁控濺射鍍膜和反應磁控濺

3、射工藝實現(xiàn)了Al-Al2O3膜層的制備。并且在膜層制備工藝探索過程中，發(fā)現(xiàn)了 O2濃度與膜層表面顏色之間的關系：當 O2濃度小于15％時，膜層表面呈黑色；當O2濃度處于15%-25%范圍內(nèi)時，隨O2濃度增加，膜層顏色由黑色-灰色-白色過渡；當O2濃度大于30%時，用中頻磁控濺射鍍膜設備制得的膜層呈彩色。
　　（4）對制得的Al-Al2O3膜層進行各類檢測，驗證了膜層的性能。通過劃痕法驗證了膜層與電極之間的結合強度，通過SEM獲取了