几种氟化物薄膜材料的光学特性

为了进一步明确氟化薄膜材料在紫外(UV)-真空紫外(VUV)波段的光学常数,研究了真空紫外领域常用的基底材料和6种大带隙的氟化物薄膜材料的光学特性。分别在熔石英(JGS1)基底和氟化镁单晶基底上用热舟蒸发法以不同的沉积速率和不同的基底温度镀制了3种高折射率材料薄膜LaF₃、NdF₃、GdF₃和3种低折射率材料薄膜MgF₂、AlF₃、Na₃AlF₆;在国家同步辐射真空紫外实验站测定了它们120~300nm的透射光谱曲线,用商用lambda900光谱仪测量了它们190~500nm的透射光谱曲线,两者相结合标定了透射率的准确值。用包络法和模拟退火相结合研究了它们在120~500nm的折射率和消光系数,给出了6种氟化物材料的光谱色散曲线。结果显示,3种高折射率薄膜的折射率在157nm处约为1.77~1.89,而3种低折射率薄膜的折射率在157nm处约为1.44~1.48;研究表明,选用折射率相差较大的高、低折射率氟化物薄膜,可在膜系设计中组成高低折射率材料对,用于设计各种实用的薄膜器件。     

基于洛伦兹模型的红外薄膜材料光学常数拟合及应用

在中长波红外区域,通常使用的镀膜材料都存在相当大的色散和一定的吸收。就目前的测试技术来说,确定这些材料的色散和吸收相当困难。试验基于洛伦兹谐振子模型对热蒸发制备的锗、硫化锌以及稀土氟化物薄膜的红外透射光谱进行拟合,得出这些材料在中长波红外区的光学常数。使用锗、硫化锌和稀土氟化物分别作为高折射率层(H)、中间折射率层(M)和低折射率层(L),设计并制备了从6.8μm~15μm的锗窗口宽带增透膜系,测量结果完全可以满足光机系统的要求。     

长波红外光学薄膜器件研究

论述了长波红外滤光片制备中膜系设计、监控方案设计、工艺条件等主要技术。列举了允差分析在优选膜系、改善膜厚监控中的具体应用。并以和菠 红外重要高折射率材料碲化铅为例,描述了研究膜赤道主确定重要工艺条件－－基板温度的试验方法及结果。     

锗的红外折射率精密测量

利用所研制的KGZ-Ⅱ型高精度光电折射仪,在5～10.6μm的光谱范围内,测量了由北京有色金属研究总院研制的锗的折射率,并与红外色散公式计算的结果进行了比较,分析了影响测量准确度的各项主要因素,给出了具有±3×10^-4准确度的测量结果。     

非晶硅TFT室温红外探测器的光学特性研究

针对非晶硅薄膜晶体管室温红外探测器的实际结构,提出了两种计算红外吸收率的数学模型,并结合光学导纳矩阵法研究了它的光学特性.对钝化层的结构和材料进行了优化设计,并用在了实际阵列的制作中.     

论光学导电薄膜的电阻—温度特性与仪器设计的关系

对导电膜的电阻－温度特性进行测试，分析，同时计算给出导电膜的功率－温度特性曲线，给定了导电膜的具体技术要求，对仪器整体设计时，光学玻璃、加热电路的设计提出了一些具体的措施。     

一种具有完全光子带隙的二维光子晶体薄膜

简单介绍利用光子晶体的概念,提出一种正方结构的类似棋盘式的二维光子晶体结构,根据光子晶体能带理论计算并设计了这一结构,利用碲化铅(PbT e)与一氧化硅(S iO)材料对组合,可在此两种材料的透光区波段内,获得具有TE与TM的重合完全光子带隙,相对宽度为4.55%,其意义是可以制作全角反射镜和偏振分光镜,文中为实际制备这一器件结构提供理论指导和可行性分析。     

PECVD制备光学氮化硅薄膜均匀性分析研究

采用等离子体增强化学气相沉积(PECVD)技术制备的光学薄膜,其均匀性受到多种工艺参数的影响,在这些参数中,一类是沉积过程的工艺参数;另一类则是设备结构参数,设备结构参数决定着反应腔室内气流分布、以及电场分布等。通过改变沉积过程的工艺参数和一组正交试验,分析各个工艺参数对均匀性的影响,从而改善氮化硅薄膜均匀性。     

透射光谱法测试薄膜的光学参数

推导了使用透射光谱极值法来确定薄膜光学参数的理论公式,并对溶胶一凝胶法制作的掺不同浓度二氧化锡的二氧化硅薄膜的折射率和厚度进行了计算。由于透射光谱法来确定薄膜的光学参数时需要其有一定的厚度来形成干涉峰,而用溶胶凝胶浸渍法单次提拉的薄膜厚度太薄,因此用多次提拉的方法来增加厚度。最后借助于柯西色散公式,在其它波段对折射率进行了拟合。结果表明,薄膜的折射率随着二氧化锡含量的增加而增加,相同提拉次数的薄膜厚度也基本相同。     

近紫外区宽带反光镜的膜系优化设计与制备

依据紫外光学系统中紫外反光镜的使用要求,并结合汞灯发光光谱,提出了R93%@300~450 nm(R为反射率);T_(avg)85%@500~1 000 nm(T_(avg)表示平均透过率)的近紫外区宽带高反射率的设计指标。选用Ta_2O_5和SiO_2分别作为高低折射率材料,并采用正交试验法确定了Ta_2O_5和SiO_2膜料的折射率、消光系数和制备工艺参数。在规整周期性膜系的基础上,利用膜系设计软件进行优化设计,同时分析了膜层的敏感度,保证了镀制的可重复性。通过曲线测试和环境试验结果表明,该膜系满足设计使用要求。     

使用Pb_(1-x)Ge_xTe材料提高红外薄膜光学器件温度稳定性

提高薄膜光学器件温度稳定性的一条途径是根据光学薄膜器件的稳定性理论 ,选择两种具有相反折射率温度系数的材料组成膜系 ,使材料随温度变化引起的位相变化相互抵消。但很难找到折射率温度系数可以完全相互抵消的两种材料 ,因此有必要找到一种折射率温度系数可以调节的材料。研究表明 :红外长波材料 Pb1-x Gex Te的折射率温度系数可以随 Ge组分 x的改变而改变。研究结果证明使用 Pb1-x Gex Te材料 ,薄膜光学器件温度稳定性得到了很大的提高。     

角度位置自动识别的红外折射率测量

为准确快速获得块体硫系玻璃红外波段的折射率,搭建了基于类准直测量法的折射率测量系统。该系统采用液氮制冷的碲镉汞探测器和特殊的光路实现了光强信息的高分辨采集,使用高分辨数据采集卡将角度信息数字化,利用精密步进电机传动控制系统实现了光强信号与位置信号的同步记录。开发的测量软件可自动判别光强峰位信息,自动计算获得待测样品的折射率。对比测试Ge_(20)Sb_(15)Se_(65)、Ge_(28)Sb_(12)Se_(60)、As_2S_3和As_2Se_3商用硫系玻璃在3.39μm和4.8μm处的折射率。实验结果表明,该装置系统测量折射率的标准偏差为10~(-3),测量不确定度为0.002 9,可快速、准确测量块体材料红外波段的折射率。     

真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响

针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波长两侧的消光系数变化规律相反,折射率和物理厚度呈现下降趋势,薄膜的禁带宽度逐渐增加;在红外波段的薄膜折射率与热处理温度的变化并不显著,在350℃下热处理时消光系数出现转折,主要是由晶粒变小的趋势所致;通过晶相分析,硫化锌薄膜经历了类立方结构到六方结构的转换,与禁带宽度的变化趋势基本一致。分析结果表明,光学特性变化的根本原因是薄膜的微结构特性变化。     

红外用光学薄膜

介绍了华北光电研究所研制的红外用光学薄膜,内容涉及8μm～11.5μm增透膜及红外滤光片。     

离子束溅射制备SiO2薄膜的折射率与应力调整

基于正交试验方法,系统研究了用离子束溅射法制备SiO2薄膜其折射率、应力与工艺参数(基板温度、离子束压、离子束流和氧气流量)之间的关联性.使用分光光度计和椭圆偏振仪测量SiO2薄膜透过率光谱和反射椭偏特性,利用全光谱反演计算法获得薄膜的折射率,通过测量基底镀膜前后的表面变形量得到SiO2薄膜的应力.实验结果表明,工艺参数对薄膜折射率影响权重从大到小依次为氧气流量、基板温度、离子束流和离子束压,前三者对折射率影响的可信概率分别为87.03％、71.98％和69.53％;对SiO2薄膜应力影响权重从大到小依次为基板温度、离子束压、氧气流量和离子束流,前三者对应力影响的可信概率分别为95.62％、48.49％和37.88％.得到的结果表明,制备低折射率SiO2薄膜应选择高氧气流量、低基板温度和低离子束流;制备低应力SiO2薄膜应选择低基板温度和高氧气流量.     

宽波段宽角度偏振分束薄膜

介绍了宽波段宽角度偏振分束器 ,对膜系设计制备和测试结果作了简要的分析讨论。     

薄膜材料折射率色散的进展与展望

薄膜材料在现代科技中应用广泛,其折射率是光学薄膜设计中的重要参量。首先简要介绍了折射率色散基本理论,其后着重分析了Cauchy色散公式、Sellmeier公式、改进型Sellmeier公式和Wemple-DiDomenico单振子色散模型等几种典型的折射率色散理论,重点阐述了各种色散理论的基本原理、特点和适用条件,同时结合薄膜材料的发展探讨了折射率色散理论的发展趋势。     

同步辐射与光学薄膜

介绍同步辐射光源及光学薄膜在其中的应用。