脉冲电弧蒸发源的研究

本文介绍西安工业学院研制的脉冲电弧蒸发源的原渐变膜的性能指标.     

宽束冷阴极离子源离子能量及能量分布的研究

介绍了一种用于离子束辅助沉积光学薄膜的新型宽束冷阴极离子源,详细叙述了该源的结构和工作过程.采用五栅网离子能量测试装置研究了离子源的离子能量及能量分布.结果表明,探针接收的离子最低能量随着引出电压和真空度的升高而升高.离子能量分布概率密度函数为单峰函数,其峰值位置随着真空度的降低向低能量方向移动,随着引出电压的升高向高能量方向移动.当引出电压为200～1200V时,离子平均能量为600～1600eV,呈线性规律变化.这种离子源的离子平均初始动能约为430～480eV.了解和掌握离子源的这些特性和参数,可以有效的对镀膜过程的微观环境(离子密度、离子能量等)进行控制,促进薄膜制备工艺更好地进行.     

激光预处理对BaF2 薄膜损伤性能的影响

为了提高光学薄膜元件抗激光损伤的能力,除了寻找先进的镀膜方法及工艺外,还可采取后期处理,因为后期处理对激光损伤阈值(LIDT)也有重要影响。采用输出波长为1064nm的调Q Nd:YAG激光器,对膜厚为λ/2(λ=1064nm)的单层BaF2薄膜进行激光预处理,研究了其激光损伤特性。在光斑大小一定的条件下,改变能量密度和脉冲次数,分别研究了它们对薄膜阈值的影响,得出最佳处理参数:能量密度为9.9J/cm2,脉冲次数为3次。处理后的BaF2薄膜,激光损伤阈值从未处理的16.5J/cm2提高到了29.9J/cm2。     

脉冲离子镀技术镀制DLC薄膜附着力研究

从应用的角度讨论了脉冲电弧离子镀技术镀制类金刚石薄膜的附着力问题 ,指出了影响附着力的主要因素 ,提出了增加附着力的几种途径。     

脉冲真空电弧离子镀发射特性的测量

通过大量工艺实验,镀制了改变脉冲真空电弧离子源电源参数(主回路电压,脉冲频率)、基片高度以及磁场等工艺参数的样品,选择了一种合适的膜厚测量仪器进行了膜厚分布测量,获得了离子源各种工艺参数对其发射特性影响的曲线.     

激光预辐照提高ZrO_2薄膜损伤阈值的研究

为了探究激光预辐照的工艺参数对提高光学薄膜抗激光损伤性能的影响,在1064nm的Nd∶YAG激光器组成的薄膜阈值测试平台上,对电子束热蒸发镀制的ZrO2单层薄膜进行了小光斑扫描的激光预处理.研究了不同能量阶单次扫描、单一能量阶多次扫描及不同能量阶多次扫描的激光预辐照对薄膜损伤阈值的提高效果.结果表明：不同能量阶单次扫描中,提高阈值效果最好的是采用原始样片损伤阈值的39%的能量扫描,可提高阈值13%;采用39%的阈值能量阶进行了多次预辐照实验,扫描3次效果最好,阈值提高了56%;在能量递增的多次预辐照实验中,递增能量多次预辐照与单一能量阶多次预辐照的预处理效果相似.     

不同周期膜系结构对1064nm高反膜的激光损伤阈值的影响

基频高反膜元件由于较易受到激光损伤而严重影响激光系统正常工作,因此研究高反膜的激光损伤原因及损伤机理成为一个急需解决的问题。本文搭建激光损伤阈值测试平台,对不同周期膜系结构的1064 nm激光高反膜的激光损伤阈值的影响进行了研究。研究结果表明,相比较于G|(LH)~9L|A膜系,G|(HL)~9L|A这种周期结构的薄膜的激光损伤阈值较高,且损伤形貌以熔融型为主。     

类金刚石薄膜的激光损伤特性及工艺优化

采用脉冲真空电弧沉积(PVAD)技术制备了类金刚石(DLC)薄膜,并对其抗激光损伤特性进行了研究,优化了制备工艺.对DLC薄膜激光损伤阈值(LIDT)的测试结果表明,随着厚度的增加,薄膜的LIDT开始呈下降趋势,当厚度达到100nm以上时,则趋于一个稳定值.正交实验结果的处理和分析表明,在所给定的工艺参数范围内,主回路电压是影响DLC膜抗激光损伤性能的最主要因素,基片温度、清洗时间和脉冲频率则影响较小.为得到较好的抗激光损伤能力,采用PVAD技术制备DLC薄膜的最佳工艺参数为:清洗时间20 min、基片温度150℃、脉冲频率5 Hz、主回路电压150 V.退火处理会使DLC薄膜的激光损伤阈值明显提高.     

类金刚石薄膜的激光损伤特性测试与分析

使用脉宽12ns，波长1064nm调Q Nd：YAG激光器对真空阴极电弧沉积（VCAD）法制备的类金刚石薄膜进行抗激光损伤测试，结果表明，VCAD法镀制的薄膜抗激光损伤阈值为0．6J／cm^2。通过对热冲击效应的数值计算，得到了光斑中心的温度场和薄膜表面的应力场分布。研究表明，热应力在类金刚石薄膜的破坏过程中起主导作用，脉冲电弧沉积的DIE薄膜的激光损伤主要源于应力破坏。     

退火对无氢钛掺杂类金刚石(Ti-DLC)膜结构及性能的影响

利用非平衡磁控溅射复合靶技术制备了一系列掺钛的无氢类金刚石(Ti-DIE)薄膜,并对薄膜的热稳定性能、机械性能、应力分布以及表面形貌进行了研究.实验结果表明:退火处理对Ti-DIE膜的性能具有重要影响.随着热处理温度的升高,成膜晶粒逐渐细化,电阻率上升但至一定值后趋于稳定.退火温度的升高,会促使薄膜应力逐渐减小,硬度变低,但其耐火温度可以达到600℃以上而不发生石墨化,这一结果为DLC膜在高温环境下的应用提供了一定思路.