大气电感耦合反应等离子体表面修饰机理研究

熔石英等光学元件是高功率激光器的关键部件之一，而传统加工手段不可避免在元件表面形成再沉积层和亚表面损伤层，降低了元件品质。本工作在国内首次提出"大气电感耦合反应等离子体表面修饰机理研究"课题。通过射频电感耦合在大气下产生等离子体，通过光谱观测与有限元分析，研究射频功率、气体流速等因素与等离子体电子/离子密度、能量分布等状态之间的内在联系。CF4与等离子体作用产生含F活性基团，与元件材料快速反应并去除再沉积层与亚表面损伤层。通过表面成分与形貌测试，研究活性基团与材料的反应速率、产物以及刻蚀方向性等机理。测试元件表面精细结构、表面状态以光学性能，研究修饰对元件光学性能的影响规律。大气电感耦合反应等离子体对熔石英等材料表面"柔性"处理，通过侧负偏压方法有望实际元件表面定向修饰，选择性消除裂纹等物理结构缺陷。本工作拟为表面修饰技术与高功率激光技术提供强有力的理论与技术支撑。