45°角入射的13.1nm软X射线多层膜的研制

报道了对４５°入射角高反的１３．１ｎｍ软Ｘ射线多层膜反射镜的研制情况。利用在星光装置中进行的软Ｘ射线激光等离子体实验测量多层膜反射率的方法，获得了２６．２％的实测反射率，该反射率已达到理论反射率的７０％。     

薄Si膜对基底表面粗糙度的影响

利用ＺＹＧＯ光学干涉测量仪，散射积分测量法观测了光学元件表面均方根粗糙度．详细分析了薄Ｓｉ膜对基底均方根粗糙度的影响，由此认为薄膜并不总是复制基底表面的粗糙度，结果出现了薄膜降低表面粗糙度的现象．提出了一定厚度范围的薄Ｓｉ膜的表面粗糙度存在着一个稳定值的新设想．     

Co和Cu薄膜电学特性和连续性特征的判据

采用离子束溅射沉积了不同厚度的Co膜和Cu膜,利用四电极法测量了薄膜的电阻率,从而得到了Co膜和Cu膜的电导率随薄膜厚度的变化关系。实验结果表明,Co膜和Cu膜的电学特性都具有明显的尺寸效应。比较了同时考虑表面散射和晶界散射的电导理论得到的电导率公式与实验结果,不同薄膜厚度电导率的理论结果与实验结果符合较好。提出了厚度作为金属薄膜生长从不连续膜进入连续膜的一个特征判据,并利用原子力显微镜(AFM)观测了膜厚在特征厚度附近的Co膜和Cu膜的表面形貌。     

HfO2膜料中的杂质对薄膜损伤及性能的影响

通过对HfO2膜料中杂质元素的分析，找出了影响薄膜性能的主要杂质元素。结果表明：金属元素、吸收性介质元素的存在对薄膜的损毁有很大负面影响；在紫外波段，Zr元素含量大的薄膜吸收较大；并且提出负离子元素在膜料蒸发过程中形成气源中心，产生喷溅，从而使薄膜的损伤阈值降低。     

大口径传输反射镜的研究进展

针对我国惯性约束聚变装置(ICF)对高性能传输反射镜元件的性能要求,探索了大口径传输反射镜制备涉及的关键技术与工艺。深入开展了K9玻璃坯片研制、光学冷加工、传输反射镜镀膜和激光预处理等方面的研究工作。提出了400mm口径K9反射类坯片精密退火工艺,形成了高精度平面加工技术路线;制备了低缺陷薄膜,并且建立了大口径光学元件预处理装置。最后,综述了大口径高性能传输反射镜研制方面的主要成果。研制的400mm口径传输反射镜在1053nm处以45°入射时,其表面粗糙度优于99.8%,面形PV值小于λ/3(λ=1 053nm),损伤阈值大于30J/cm2(5ns)。基于提出的技术研制的大口径传输反射镜已成功应用于我国神光系列高功率激光装置,有力支撑了我国大型激光装置的稳定运行。     

激光预处理技术及其应用

回顾了国内在激光预处理技术研究方面取得的进展。综述了基于激光预处理技术提升基频介质膜、磷酸二氢钾/高掺氘磷酸二氢钾(KDP/DKDP)晶体等光学元件抗激光损伤性能的机理、效果和关键技术。针对高功率激光驱动器中关键光学元件激光负载能力的提高,建立了大口径光学元件激光预处理平台,实现了基频介质膜元件的激光预处理工程化作业。比较了纳秒和亚纳秒脉冲宽度激光对DKDP晶体损伤性能的影响。基于亚纳秒激光预处理后,纳秒激光辐照至14.4J/cm2(5ns)尚未出现"本征"损伤的实验结果,提出了用于DKDP晶体的亚纳秒激光预处理方案,并指出亚纳秒激光预处理技术将成为高功率激光三倍频晶体抗激光损伤性能达标的关键技术。     

氟镓酸盐红外玻璃窗口多波段增透保护膜研制

氟镓酸盐玻璃是一种性能良好的红外光窗材料。为了提升窗口观测、探测及防护性能,在氟镓酸盐基底上设计和制备了0.4~0.9 μm、1.064 μm、3.7~4.8 μm三波段复合增透保护膜。根据光学性能及环境稳定性要求选择薄膜材料并对膜系进行了设计,然后利用电子束蒸发方法对多层膜进行了制备。测量结果表明,2.9 μm处的水吸收峰拉低了中红外波段的透过率。通过改进工艺及后处理等途径提高了膜层致密度,有效抑制了膜层的水吸收。利用沸水浸泡法对镀膜元件的环境稳定性进行了实验验证。结果表明,经过离子束辅助沉积及退火处理的薄膜样品具有较好的光学性能和环境适应性。     

基底亚表面裂纹对减反射膜激光损伤阈值的影响

利用化学沥滤技术,分析了亚表面裂纹对基底表面和减反射膜激光损伤阈值(LIDT)的影响。通过去除或保留研磨裂纹,获得了亚表面裂纹数密度有明显区别的两类基底。为了凸出亚表面裂纹层的作用,基底采用化学沥滤去除另外一种可能的影响因素,即再沉积层中的抛光杂质。然后采用电子束蒸发镀制HfO2/SiO2减反射膜。355nm激光损伤阈值测试结果和损伤形貌分析证实了基底亚表面裂纹对减反射膜抗激光损伤能力的负面影响。根据熔石英基底抛光表面的烘烤现象,提出了亚表面缺陷影响膜层激光损伤的耦合模型。     

不同基底上SiO_2薄膜红外波段的水吸收特性

研究了SiO2薄膜的微结构与水吸收特性之间的内在联系,分别在Si、Al2O3和JGS3基底应用电子束蒸发沉积SiO2薄膜。实验用原位傅里叶红外漫反射光谱(in-situ DRIFTS)检测薄膜水吸收特性,并结合原子力显微镜(AFM)进行微结构分析。实验发现:常温吸附状态时,薄膜表面的孔隙数目越多,SiO2薄膜水吸收量越大;薄膜表面粗糙度影响薄膜水吸收特性;升温过程薄膜出现退吸附现象以及蓝移效应。     

电子束蒸发镀膜速率控制

介绍了电子束蒸发镀膜速率控制的基本原理和方法,选取实际生产中大量使用且蒸发特性较难控制的SiO2和HfO2,对两者的电子束蒸发速率控制分别进行了实验研究.采用比例积分微分(PID)闭环反馈控制,通过Ziegler-Nichols工程经验公式进行原始参最整定,并在实验的基础上对控制器的原始参量进行调整以及对积分作用和微分作用进行分区处理,速率控制的实验结果表明,采用该参量整定方法并结合工艺流程的改进,能获得良好的速率控制.针对速率控制中存在的难点问题进行了分析,并提出改进措施:将速率控制和电子枪扫描控制相结合能进一步改善速率控制.