在高功率激光系統中需要用到大量光學(xué)元件，當激光穿過(guò)這些元件時(shí)會(huì )在其表面產(chǎn)生光學(xué)損失，因此需要在元件的表面鍍制光學(xué)減反膜。傳統溶膠凝膠法制備的多孔氧化硅光學(xué)減反膜在高真空中使用時(shí)，極易吸附環(huán)境中的有機污染物，從而在使用一段時(shí)間之后光學(xué)性能下降甚至消失。中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)研究所的一個(gè)課題組制備了一種新型的具有較好環(huán)境穩定性的光學(xué)減反膜。

該研究中采用正硅酸乙酯為硅源，在表面活性劑F127為結構導向劑下經(jīng)蒸發(fā)誘導自組裝過(guò)程制備了籠型有序介孔氧化硅薄膜，后采用長(cháng)鏈氟硅烷氣相嫁接，使薄膜形成疏油表面和內部相對封閉的孔道結構，從而有效地阻擋污染物進(jìn)入，提高薄膜的環(huán)境穩定性。測試結果發(fā)現該薄膜具有規整有序的孔道排列，歸屬于體心立方結構。在石英玻璃基底上光學(xué)透射率高達99.98 %;在高真空含有二甲基硅油蒸汽的環(huán)境中污染一個(gè)月，透射率僅降低0.02 %;而且該減反膜在1053 nm激光1 ns下激光損傷閾值達28 J/cm2。因此有潛力作為一種新型的光學(xué)減反膜用于高功率激光系統中。

利用北京同步輻射裝置(BSRF)GISAXS實(shí)驗技術(shù)解析了有序介孔薄膜的結構以及改變制備工藝時(shí)薄膜的結構演變。在本體系中，當表面活性劑與硅源的摩爾比為0.005時(shí)，薄膜為體心立方結構，增大表面活性劑含量，薄膜的結構得到保持但有序性下降。

這個(gè)研究為解決高功率激光系統中光學(xué)減反膜的環(huán)境穩定性問(wèn)題提供了新思路。在同步輻射小角散射、衍射、漫散射裝置的幫助下，該研究組深入地解析了不同制備條件和方法下有序介孔薄膜的結構變化。中國科學(xué)院山西煤炭化學(xué)所徐耀研究員這樣描述他們的工作：“由于光學(xué)薄膜載體的影響，薄膜精細微結構表征手段較少，一直以來(lái)，使得我們對特殊使用環(huán)境下薄膜結構演變認識不夠深入。同步輻射裝置提供了無(wú)損、高效、信息豐富的測試方法，通過(guò)工藝調控便于對薄膜的結構進(jìn)行精確控制。因此，高亮度、高準直的同步輻射光束線(xiàn)將有助于我們更快更準確地解析薄膜結構”。