光纤通信系统用减反膜的研究

针对WDM光纤通信系统对具有极高透过率的光学薄膜元件的需要，系统地研究了增透膜的设计与镀制．采用统计实验求总极值法和Powell最小二乘法相结合的多级优化方法编制程序，完成了以BK，玻璃为基底的增透膜的膜系设计，采用多种监控方法完成了此类非规整膜系的镀制实验．测试结果表明，采用变过正量极值法监控非规整膜系的镀制，可精确控制各层膜的光学厚度，获得在1550nm波段附近具有很高透过率的光学薄膜元件．     

反射及透射红色薄膜的膜系设计

分析了反射及透射红膜的应用.分别采用1/4波堆与西伦分析法进行了2种红膜的规整膜系设计,采用遗传算法进行了2种红膜的非规整膜系设计.利用MATLAB计算机语言,给出了设计结果及光谱特性曲线.     

Cr层厚度对Pd/Cr/Co多层膜光学性质的影响

本文利用磁控溅射的方法生长不同Cr插层厚度的Pd/Cr/Co多层膜,并利用椭偏仪对多层膜的光学常数进行测量.得到了入射光波长在250nm-850nm范围内多层膜的折射率、反射率、吸收系数以及复介电常数的曲线,在此数据的基础上分析了Cr插层厚度对多层膜光学参数的影响.     

β-BBO基ZrO2/SiO2倍频增透膜的结构和成分对光学性能的影响

利用Macload软件对四层ZrO2/SiO2膜系进行优化设计,以β-偏硼酸钡晶体(β-BaB2O4)为基底,采用电子束蒸发方法、离子束辅助沉积技术和真空退火处理,制备出ZrO2/SiO2非规整倍频增透膜,其在波长532 nm和1064 nm处反射率小于0.35%和透射率高于90%,与软件设计膜系得到的理论值相一致.研究结果表明薄膜的填隙密度越高,致密度越好,其光学性能也越好.     

静电自组装法制备的纳米多层膜的吸波性能

配制了钡铁氧体溶胶和PSS（聚苯乙烯磺酸钠）溶胶,并利用静电自组装的方法在硅片上组装了纳米多层膜。利用紫外-可见分光光度计测出了单层最佳组装时问及每个双层的层厚。用SEM和XPS考察了纳米多层膜的表面形貌和铁元素的价态。对纳米多层膜进行吸波测试,结果显示：总层数为45个双层、总厚度为300nm左右的纳米多层膜有显著的吸波效应,在频率为8～18GHz范围内,最大吸波率达到16．85dB。基于量子理论探讨了纳米多层膜的吸波机理。     

制备工艺参数对TiNx/Ag/TiNx低辐射膜性能的影响

采用射频磁控溅射法在玻璃基片上沉积了TiNx/Ag/TiNx低辐射膜,研究了制备工艺参数对低辐射膜光学性能的影响以及低辐射膜的耐腐蚀性能.结果表明,TiNx薄膜可对膜系起到很好的保护作用,当膜系的TiNx保护层厚度为32nm、内层TiNx膜厚为16nm(氮气流量为55sccm)、Ag层厚度为16nm时,制备的低辐射膜系具有优良的透过率、低辐射性能和耐腐蚀性能.     

ZAO/metal/ZAO多层膜光学性能优化设计

为获得高质量的透明导电薄膜,采用计算机辅助,对ZAO/metal/ZAO多层膜系统进行最优化设计.应用基于薄膜特性矩阵的分析方法,计算包含吸收膜的多层膜系的光学特性,并以整个膜系在可见光区内的光透射系数作为最优化设计的准则.根据优化结果,以磁控溅射方法在玻璃基片上逐次溅射ZAO,metal,ZAO薄膜,最终获得可见光区内最高透光率为86.6%,方电阻为6.5Ω/□左右的多层膜.     

1064 nm负滤光片的设计与制备北大核心CSCD

针对当前可见-近红外光电探测器的激光防护要求,研究了1064 nm负滤光片的设计和制备。基于等效折射率理论,综合考虑光谱和场强分布优化,设计了由SiO2/Y_(2)O_(3)/H4组合的规整膜系和SiO2/H4组合的非规整膜系负滤光片;采用离子束辅助热蒸发沉积方式对负滤光片进行了制备,并测试了其光学和抗激光损伤性能。结果表明:在膜系结构G|(0.5LH0.5L)s|A两侧匹配减反膜可以有效减小通带波纹,调整膜系最外层厚度可以同时改善膜系的光谱特性和电场强度分布。镀制的规整膜系负滤光片在400~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为89.98%和93.21%,1064 nm透过率为1.29%,激光损伤阈值为6.0 J/cm^(2);非规整膜系负滤光片在650~900 nm和1200~2000 nm波段平均透过率分别为93.70%和94.99%,1064 nm透过率为1.60%,激光损伤阈值为6.8 J/cm^(2)。     

ITO多层减反膜系设计及制备研究进展

玻璃基片表面沉积ITO薄膜赋予玻璃诸多优异的电学、光学性能,但ITO薄膜的沉积也使得玻璃在可见光区透过率下降10%左右,在近红外区呈现高吸收、强反射现象,一定程度上弱化了ITO玻璃的部分应用。通过ITO多层减反膜的设计可以有效地解决上述问题,拓宽ITO薄膜玻璃的应用范围。本文首先阐述ITO薄膜沉积后光学曲线及该曲线各波段光学性能变化的理论解释,进而概述常规的减反膜系设计方法及膜层材料选择,并重点介绍ITO多层减反膜系的相关研究动态,本文结尾对ITO多层减反膜的设计和制备进行了展望。     

透波层厚度对结构吸波材料吸收峰的影响

采用弓形法测试反射率,研究透波层的厚度对结构吸波复合材料吸收峰的影响。结果显示,在4~18 GHz范围内,厚度对其吸波性能具有显著影响:透波层厚度为0.95 mm时,结构吸波材料的吸收峰值最高,达-22.6 d B;其吸收峰值先随透波层厚度的增加而增强,而后逐渐减弱,透波层厚度对吸收峰值的影响可用二次多项式描述;吸收峰的位置随透波层的厚度增加向低频方向漂移,其漂移位移与透波层厚度线性相关,满足一次线性方程。     

Ag层厚度对NiCo/Ag多层膜的微结构及磁学性能的影响

采用磁控溅射方法制备了不同Ag层厚度的NiCo/Ag多层膜,研究了Ag层厚度对NiCo/Ag多层膜微结构及其磁学性能的影响.研究结果表明,NiCo/Ag多层膜中NiCo层在FCC的Ag层上准外延生长,为亚稳结构相.该多层膜的晶粒尺寸明显地随着Ag层厚度增加而增大,当Ag层厚度为1.0nm时,多层膜是由约为5 nm纳米晶所组成;当Ag层厚度增加到3.6nm时,多层膜的晶粒尺寸增大到50nm左右.将NiCo层厚度固定为1.8 nm时,Ag层厚度的变化对NiCo/Ag多层膜的磁学性能有很强的影响,当Ag层厚度为1.0 nm时,其易磁化轴倾向垂直于膜面;当Ag层厚度达到2.0 nm时,易磁化轴平行于膜面;当Ag层厚度增厚至3.0 nm以上,多层膜表现出超顺磁特性.     

可见光区一维光子晶体纳米膜偏振带通滤波器的设计

应用一维时域有限差分方法研究各种条件下一维二元光子晶体的偏振带通滤波特性,具体数值分析了掺杂层位置、厚度、电磁参数、入射角度四种因素对偏振滤波特性的影响.数值结果表明传统意义上的光学多层膜是一维二元光子晶体在光学厚度满足四分之一波长时的特例;可见光区的偏振滤波器的窄带滤波特性与掺杂层的位置有关,掺杂层在整个膜中间位置时偏振分离效果好,掺杂层的厚度与周期层厚度相差越大则分离效果越好,两组元折射率相差越大越易形成禁带,入射角越大禁带越窄,偏振的分离度越好.特别是P偏振局域模更多;在线度参数相同的情况下介质电磁参数对禁带有较大影响,禁带只有在两组元折射率相差越大才能形成,介质损耗同样是不可忽略的因素;光源的入射角对禁带有重大影响.本文的研究对光子器件的设计有一定的指导作用.     

电介质/金属/电介质结构透明导电薄膜的研究进展

电介质/金属/电介质(D/M/D)结构透明导电薄膜是经过独特设计的一类性能优良的透明导电薄膜,经过多年研究,其各项性能指标得到了极大地提高,其应用范围也在不断拓展,目前已可应用于诸多领域。主要论述了D/M/D多层透明导电膜的研究现状,包括膜层设计原理、材料选择机制,并总结了金属层厚度、金属退火温度对膜系结构、光学、电学性质的影响机制。     

离子束溅射沉积Fe/Si多层膜法合成β-FeSi_2薄膜的研究

采用离子束溅射沉积Fe/Si多层膜的方法在石英衬底上制备了β-FeSi2薄膜,研究了不同厚度比的Fe/Si多层膜对β-FeSi2薄膜的结构性能、形貌及光学性能的影响。结果表明,厚度比为Fe(2nm)/Si(7.4nm)的多层膜在退火后完全生成了β-FeSi2相,表面致密均匀,其光学带隙为0.84eV,能量为1.0eV光子的吸收系数105cm-1。     

国产晶振膜厚控制仪在镀膜机上实现多层膜半自动化

主要介绍了用国产FCM-II型膜厚控制仪进行多层光学膜的半自动化镀膜使用方法,并用此方法对非1/4λ的多层光学膜进行了速率控制镀膜,得出了比较满意的实验结果.并用此工艺方法做出了批量产品,满足了用户的需要.     

高反膜的计算机模拟及对实践的指导意义

本文利用计算机对多层介质高反膜反射谱的模拟发现,当构成高反膜系的高、低两种折射率材料的光学厚度不一致时,反射带两侧的第一个谷值的大小将不同,据此作者认为在高反膜镀制时可根据反射带两侧第一个谷值大小情况来调节高反膜中单层膜厚度,实验结果证明了模拟结果的正确性,同时也确证了作者提出的这种方法是可行的。     

TiN/Ti多层膜韧性对摩擦学性能的影响

考察了TiN/Ti多层膜韧性对其摩擦学性能的影响.采用磁过滤阴极弧沉积的方法制备了具有不同Ti子层厚度的TiN/Ti多层膜.用透射电镜对其层状结构及子层厚度进行了观察和分析,分别用Rockwell硬度计和UMT摩擦磨损试验机,进行了压痕测试和摩擦磨损实验.结果表明,TiN/Ti多层膜中Ti子层的加人显著提高了多层膜的韧性,相对TiN单层薄膜,当载荷较大时,多层膜的耐磨性有明显的改善.结合实验结果,讨论了TiN/Ti多层膜韧性对其耐磨性的影响.     

光学塑料棱镜反射膜的镀制

由于光学塑料在耐热性、耐吸湿性和表面强度等方面的特性比光学玻璃差,所以在光学塑料棱镜表面上镀制金属反射膜存在着金属膜层和塑料棱镜表而附着性能差的问题,镀膜后的塑料棱镜不易达到使用的技术要求.本文通过对镀膜材料和光学塑料基体的特性分析,提出了一种实用的介质加金属三层反射膜系.基于这种膜系采用了等离子辅助镀膜技术和石英晶片监控膜厚的方法,并且针对塑料棱镜蒸镀的特殊性,严格控制蒸镀条件中的有关参数,形成了一套稳定的蒸镀工艺.实验结果表明,光学塑料棱镜镀制金属反射膜可以解决膜层性能差的问题,满足光学产品的技术要求,实现批量生产.     

UV冷镜铝反射器的膜层研制

在紫外固化设备中,固化强度和速度是衡量紫外线利用率的重要指标,传统紫外固化灯用普通铝材做反射罩,紫外区(小于400 nm)反射能量低,红外区(大于700 nm)反射热量高,且铝材表面硬度低,抗腐蚀能力差。以紫外高反膜系设计理论为基础,通过非规整膜系优化设计金属+介质膜堆结构,在固定膜厚下试验算出单层金属膜光学常数。利用离子辅助和金属反应蒸发真空镀膜技术,优化各项工艺参数,在尺寸600 mm×400 mm×0.3 mm抛光氧化铝镁基材上镀多层紫外反射膜提升紫外线使用率,镀膜后裁剪至小尺寸热压成弧形反射灯罩,使紫外区平均反射大于95%,红外区反射能量降低了80%,表面抗氧化耐腐蚀,牢固度高可擦拭,产品外观对应紫外光呈现蓝紫色。工艺重复性高,适合批量生产。     

微处理机化的光学膜厚监控仪

光学膜厚监控仪(OTM),适配于光学镀膜机。它可以进行多层λ/4膜系测量和控制。经简单改动,仪器可带有辅助光路,形成双光路系统。高效的相敏检波器赋予仪器高速稳定。多个沉积源的选择和任意功率值的预设以及灵活的编程功能,可以控制达99层膜系的镀制。