DE1904660C

DE1904660C - Verfahren zum Verbessern des Oberfl a chenverhaltens von Glasern gegenüber Laser Strahlung

Info

Publication number: DE1904660C
Authority: DE
Inventors: Jean Villeneuve Triage Davit (Frankreich) CO3c210O
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Publication date: 1972-01-05

Description

Die Erfindung hetrifft ein Verfuhren zum Verbessern des Oherflächenverhaltens von Gläsern gegenüber Laser-Strahlung.

Wenn man die Leistung einer Laser-Strahlung erhöhen will, stößt man an die Schädigungsschwelle der Gläser, durch welche diese Strahlung hindurchgeht. Das isi insbesondere der Fall bei Jen Austrittsflächen von Laser-Stäben aus dotiertem Glas, vor allem solchen, welche die letzten Stufen von Verstärkerketten bilden. Die gleiche Schwierigkeit tritt auf bei Elementen wie Linsen. Prismen, halbreflektierenden Scheiben, die im Strahlengang eines Laserbündels angeordnet sind.

Die Lrlindimg bezweckt ein Verfahren /um Verbessern des Oherfläehenverhaltens von Gläsern, so daß man die Leistungen von Laserbündeln erhöhen kann, ohne eine Schädigung oder einen Bruch der Gläser zu bewirken.

Der Erfindung liegt die Entdeckung zugrunde, daß ein Zusammenhang zwischen der Schädigungsschwellengrenze und der Anwesenheit von OH -Ionen in der Glasoberfläche besteht. Unter Berücksichtigung dieser Erkenntnis wird die oben genannte Aufgabe durch das erfindimgsgemäüe Verfahren dadurch gelöst, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Stoff behandelt werden, der die an diesen Oberflächen chemisorbierten OH Ionen durch Ionen, welche geringere Protonenaffinitätcn aufweisen, ersetzt. Vorteilhafterweise werden die Oberflächen der Gläser mit Dimethyldichlorsilan ο J:.: r mit einem Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure, das vorzugsweise aus 0.1 °/₀ Fluorwasserstoffsäure und 99.9° ₀ Schwefelsäure besteht, behandelt. Die aus der deutschen Auslegeschrift 1040 198. französischen Patentschrift I 402 262 und USA.-Patenischrift 2 982 053 bekannten Verfahren, bei denen OH -Ionen durch Halogenionen, insbesondere 1 -Ionen, ersetzt wurden, konnten das erfindungsgemäße Verfahren nicht nahelegen, da diese Verfahren ganz anderen Zwecken dienen. So sollen z. B. mit dem Verfahren nach der deutschen Auslegcschrift 1 040 198 die obcrtlächennahen Alkaliionen in Gläsern gebunden werden, während mit dem Verfahren nach der französischen Patentschrift 1 402 262 bzw. der USA.-Patentschrift 2 982 0i3 Restwasser aus porösen Glaskörpern mit hohem Siliciumgehalt entfernt werden soll.

Vorzugsweise werden die Oberflächen der Gläser gereinigt, beispielsweise mit Wasser oder Alkohol.

Die Bchandlungsdauer betragt beim erfindungsgemäßcn Verfahren einige Minuten, zweckmäüigcrwcise über IO Minuten, beispielsweise etwa 20 Minuten bis 4<) Minuten oder 1 Stunde, insbesondere 30 Minuten, um gute Wirkungen /u erhalten.

Im folgenden werden /wci Aiisführiingsbeispiclc des erliiidungs»eni;il1en Verfahrens und die dabei erhaltenen I rgebnissc beschrieben.

Beispiel 1

Man taucht das zu behandelnde Glas etwa 30 Minuten lang in eine Dimethyldichlorsilan-Lösung, wobei ein Ersatz der an der Oberfläche chemisorbierten OH"-IonendurchCH₃ -Ionenstattfindet.Anschließend säubert man die Oberflächen mit Alkohol, um Abscheidungen zu vermeiden.

Für das benutzte Laser-Glas steigt die mittels eines impulse von 30 Nanosekunden Impulsbreite bei halber Impulshöhe liefernden Lasers gemessene Schädigungsschwelle von 40 Joule/cm² auf 60 Joule cm².

Beispiel 2

Man taucht das zu behandelnde Glas etwa 30 Minuten lang in ein Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure im Verhältnis 0,1°/,, HF zu 99,9^U/_O H₂SO₁. Dabei erfolgt ein Austausch der an der Oberfläche chemisorbierten OH -Ionen durch F -Ionen. Anschließend säubert man die Oberfläche mit Alkohol.

Die Schädigungsschwelle des benutzten Laser-Glases steigt in diesem Fall von40 Joule cm²auf 110 Joule.cm-, wiederum bei einem Impuls von 30 Nanosekunden Impulsbreite bei halber Impulshöhe.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Verbessern des Oberflächenverhaltens von Gläsern gegenüber Laser-Strahlung, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Stoff behandelt werden, der die an diesen Oberflächen chemisorbierten OH -Ionen durch Ionen ersetzt, welche geringe Protonenaffinitäten aufweisen.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser nach der Behandlung gereinigt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit Alkohol vorgenommen wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Reinigung mit Wasser vorgenommen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche '. bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit Dimcthyldichlorsilan behandelt werden.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche I bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächen der Gläser mit einem Gemisch von Fluorwasserstoffsäure und Schwefelsäure behandelt werden.

7. Verfahren nach Anspruch 6. dadurch gekennzeichnet, daß Oberflächen der Gläser mit einem Gemisch aus 0,1 ",„ Fluorwasserstoffsäure und ')9.9"'_n Schwefelsäure behandelt werden.