多层反膜系反射特性的计算机模拟计算及其应用

根据薄膜光学与膜系设计的原理,对非四分之一波长的多层反射膜系的反射特性进行了计算,总结出高折射率薄膜的光学厚度与膜系的倍频反射带之间的关系,并以此指导设计出特殊要求的多层反射膜系.     

多层介质薄膜的陡边设计与研究

为达到空间滤波的目的,元件必须具有对角度高反和高透的特性,因为滤波是通过反射元件边缘的高反和高透快速切换来实现的.多层介质膜的反射带边缘具有高反和高透的特性并且具有角度的敏感性,所以多层介质膜反射元件成为组合滤波器件中最有潜力的元件之一.本研究针对多层介质薄膜反射元件的陡边进行设计,提出利用多层介质薄膜反射元件实现滤波的设想,给出角度分辨率和波长分辨率的目标,比较多层介质膜高级次新型反射薄膜、F-P带通滤光片和长波通新型反射薄膜的陡边设计与研究.考虑到元件的抗损伤能力,对归一化电场强度进行计算,得出了高级次新型反射膜和长波通新型反射膜的最佳设计结果.该研究为下一步介质膜组合滤波器的设计和制备奠定了基础.     

多层光学透明薄膜的反射性质讨论及应用设计

采用矩阵光学计算方法,对多层光学透明薄膜的反射性质进行了讨论,并通过具体的应用设计得到了比较好的结果及有益的结论,即高反射率膜一定是奇数层;四分之一膜系为奇数层时,层数越多,反射率越大;上述膜系的全部结果只适用于单一波长的情况。     

红光Nd:YAG激光器用光学薄膜的研制

从产生660nm红光Nd:YAG激光器制作机理出发,分析了其使用的几种光学薄膜,采用光学薄膜理论的矢量合成方法.利用计算机膜系设计软件优化.并经过适当修正后得到便于控制的短波通膜系、二倍频高反射膜系,选择适当的薄膜材料和工艺参数,制备出与理论计算结果相吻合的几种光学薄膜,满足技术指标要求.     

干涉型激发滤光片的研究

介绍用等效折射率概念设计激发滤光片的原理和计算方法,在规整膜系设计中,采用了一种自动优化非规整匹配层的方法.依照改进的设计进行多次制备,找到了最佳制备工艺和方法,最终制备出能够满足要求的滤光片组.最后,对制备的滤光片薄膜进行了各种环境实验.实验结果表明,膜层的各项指标符合设计要求.     

脉冲激光沉积制备TiN/AlN多层薄膜的研究

采用脉冲激光沉积(PLA)法,在单晶Si试样表面沉积制备了一系列TiN/AlN硬质多层膜,并采用基于免疫算法的免疫径向基函数(IRBF)神经网络对AlN厚度建立预测模型,设计出具有可控调制周期和调制比的TiN/AlN多层膜。X射线衍射(XRD)结果表明,小调制层周期下,过高或过低的工艺条件下薄膜通常为非晶态,适当的工艺条件下TiN、AlN形成具有强烈织构的超晶格柱状晶多层膜;与此相应,纳米多层膜产生了硬度和弹性模量异常增高;随着调制比增加,使纳米多层膜形成非晶AlN层和纳米晶TiN层的多层结构,多层膜的硬度和弹性模量逐渐下降。XPS结果表明,薄膜界面由Ti+4、Ti+3离子组成,N的负二价、三价亚谱结构预示着非当量TiN、AlN的形成。AFM研究显示,薄膜的调制周期均在10~200 nm范围内,且薄膜表面较均匀;当多层薄膜调制周期在50 nm以下时,薄膜的纳米硬度值明显高于TiN和AlN的混合硬度值,达30 Gpa。     

10.6μm激光分束镜的研制

本文针对激光分束镜的使用要求,着重介绍了10.6μm处1∶1分光且误差不超过±5%薄膜的研究与制备工艺。根据膜系设计基本理论,分别选取Ge和ZnS作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计满足要求的膜层,并采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。通过优化镀膜工艺参数,在ZnS基底上制备了10.6μm处（透过率/反射率=49.5∶50.5）满足使用要求的薄膜,膜层具有较好的光学性能,其抗激光损伤、牢固度等性能指标均满足要求。     

X射线超反射镜鲁棒性膜系设计

为降低X射线超反射镜镀膜误差导致的光谱性能退化、提高其可制备性,提出了基于多目标遗传算法的X射线超反射镜鲁棒性设计方法,将X射线超反射镜的反射带性能和膜厚随机误差引起的反射带偏差作为两个优化目标进行优化.考虑到X射线光学系统掠入射反射的特殊性,在优化求解的计算过程中加入了入射光发散角对多层膜反射率的影响,进而分别设计了具有掠入射角度带宽和能量带宽的两种X射线多层膜反射镜鲁棒性膜系.结果表明,相比只优化光学性能的传统优化设计方法,鲁棒性设计方法能够得到反射性能良好且对膜厚随机误差不敏感的超反射镜膜系设计.     

结构调制高硬度TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜制备及其机械性能

为改善TiN硬质薄膜的硬度和耐摩擦磨损性能,采用多弧离子镀技术,在硬质合金基底上制备了单层TiN-Cu薄膜和调制周期Λ=5.9～62.1 nm的5组TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜。使用扫描电子显微镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪、划痕仪和摩擦磨损试验机等测试仪器,表征了薄膜的微观结构及机械性能,并研究了调制周期对纳米多层复合膜结构及机械性能的影响。实验结果表明:与单层TiN-Cu薄膜相比,TiCu/TiN-Cu纳米多层复合膜有效地抑制了晶粒生长,而且分层明显,薄膜均匀致密,薄膜中TiN晶粒以面心立方结构沿(111)方向生长。随着调制周期的减小,薄膜的结晶性有所下降,薄膜的硬度呈现先增大后减小的趋势。在调制周期为13.7 nm时,薄膜综合性能达到最佳,薄膜的硬度达到了42.6 GPa,H~3/E~2值也达到了0.689,摩擦系数为0.17,附着力为49.2 N,接近53.1 N的最高值,表明薄膜具有理想的硬度和耐摩擦磨损能力。在使用多弧离子镀工艺制备TiCu/TiN-Cu纳米多层复合多层膜的过程中,通过调整调制周期,有效地改善了膜层的机械性能,拓展了膜层的应用范围。     

空间目标红外辐射和可见光反射特征的控制技术

为了实现对空间目标红外辐射及可见光反射特征的控制,提出了将低温真空多层绝热薄膜结构应用于空间目标红外辐射控制的方法及多面体结构镜面表面设计方法.通过对模型进行分析及计算,利用低温真空多层绝热薄膜结构可极大幅度地降低空间目标的红外辐射通量,减小被探测概率;利用多面体结构镜面表面设计方法可控制空间目标表面的可见光反射特征,减小其被可见光探测器探测的概率.实验结果表明,将两种方法综合应用于空间目标光谱辐射特征控制技术中,可有效控制目标的红外及可见光光谱辐射特征,提高目标的空间对抗能力.     

Preparation and properties of SrBi_(2.2) Ta_2O_9 thin film

1INTRODUCTION Ferroelectricfilmshaveattractedmuchatten tionduetotheirpotentialapplicationsinelectronic devices,suchaspyroelectricinfrareddetectors,opticalswitches,actuators,dynamicrandomac cessmemories(DRAMS)[1,2],andnon volatile randomaccessmemories(NVRAMS)[3,4].Re cently,thereisinterestinthestudyofbismuthlayerstructuredferroelectricmaterialsformemory applications.Inparticular,strontiumbismuthtan tanate(SBT),oneofthebismuthlayerstructuredcompounds,isapromisingcandidateforferroelec t…     

非晶硅薄膜表面微纳结构制备及抗反射性能研究

为了对非晶硅薄膜表面改性,使其具有更好的抗反射性,将采用激光干涉光刻的方法,在非晶硅薄膜表面制备具有抗反射性能的微纳结构。首先搭建三光束激光干涉系统,使用波长为1064nm的Nd：YAG激光光源,使其在空间分布上接近旋转对称的三束光,对非晶硅薄膜进行干涉实验,然后用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）对激光刻蚀后的非晶硅薄膜表面结构特征参数进行检测,并使用反射率测量仪对改性后的非晶硅薄膜表面反射率进行测量,分析各参数对抗反射性能的影响。实验结果表明,随着能量逐步增加,光强分布周期没有发生改变,孔的直径、孔与孔之间的距离以及结构深度逐渐发生改变且呈线性分布,而非晶硅表面反射率逐步降低,最低达到10%。     

实际薄膜干涉的若干问题讨论

由于实现薄膜表面的反射率差别很大,研究薄膜干涉方法应该有所区别,当薄膜表面的反射率大时,只考虑薄膜产生双光束干涉是不严格的,必须考虑多光束干涉,采用复振幅叠加方法得到反射光和透射光形成干涉条条纹对应光强分布公式,然后研究了多光束干涉对条纹的可见度和锐度的影响,当单色光斜入射薄膜表面时,其反射光和折射光都是部分偏振光,因此精确计算实际薄膜干涉结果时应考虑其偏振特性的影响,通过利用菲涅尔公式研究了偏振特性对薄膜干涉结果的影响。     

光学薄膜厚度监控——极值点判断方法研究

提出了一种计算机自动判读极值点的方法,利用此方法可以在光学薄膜厚度监控过程中,实现计算机对规整λ／4膜系膜层厚度的自动监控,此方法具有监控精度高、稳定性好的特点。     

Birefringent non-polarizing thin film design

Recently, there has been an increasing interest in theoretical analysis, design anddeposition of birefringent thin films[1—4]. With the development of deposition and meas-urement technique, it is possible to prepare birefringent optical component, such as elec-tro-optic tunable filters[5], antireflection coating[6], phase compensator[7] and polarizers[8].For isotropic thin film, plane waves at oblique incidence having transverse electric (TEor s) and transverse magnetic (TM or p) fields, res…     

一种薄膜体声波谐振器的设计与验证

为简化薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计,提出一种薄膜体声波谐振器薄膜厚度的设计方法。仿真结构由诱导层和其上层的电极层-压电层-电极层的三明治结构组成。在最优有效机电耦合系数下确定初始薄膜体声波谐振器的薄膜厚度;然后确定诱导层厚度及其相应的频偏值;使用频偏值补偿并联谐振频率,重新计算补偿后的薄膜体声波谐振器中电极层与压电层的最优厚度比值,并使用COMSOL Multiphysics进行仿真验证。当并联谐振频率为3.60 GHz时,100 nm的氮化铝的频偏值为0.20 GHz。氮化铝的有效机电耦合系数最优为5.907%,进行频率补偿后,氮化铝的串联谐振频率和并联谐振频率分别为3.48 GHz和3.60 GHz,设计方法得到了验证。诱导层有效地优化了压电层C轴特性,减少了能量损耗。     

LiH薄膜制备技术进展

纳米厚度、表面光滑的氢化锂薄膜的制备研究具有十分重要的意义。综述了氢化锂薄膜的制备方法：电阻蒸发法和磁控溅射法。比较研究后认为这两种制备方法制备的氢化锂薄膜,表面粗糙度高,不能达到软x射线多层膜的要求。而脉冲激光气相沉积法可以制备表面超光洁,厚度最小为几个纳米的薄膜,是制备表面光滑的薄膜的一种重要制备方法。     

单层薄膜的五次多项式椭偏方程的数值分析

采用椭偏法测试的单层均匀透射薄膜的介电常数满足一个五阶多项式方程,来求解 薄膜的折射率和厚度,并且进行了详细的计算和讨论。椭偏仪的测量精度除了与它本身的结构参数以及读数精度有关外,还与被测系统本身有关,精度还取决于衬底的折射率ｎ２,Ψ和Δ的区域及入射角。采用此方法编程可以既快又精确地计算出薄膜的折射率和厚度,取得了令人满意的结果。     

Pd/V_2O_5薄膜的氢气敏感性质研究

采用磁控溅射法制备了不同厚度的Pd/V2O5双层复合薄膜,采用紫外-可见光分光光度计研究了薄膜的氢气敏感性质,原位测量了薄膜的激光拉曼光谱并分析了薄膜的氢气敏感机理。结果表明,复合薄膜V2O5(280 nm)/Pd(30nm)对氢气的敏感性质较好,对0.01%H2-N2有响应,在4%H2-N2标气中,在560 nm处透过率的相对变化值达到25%。拉曼光谱分析结果表明,Pd/V2O5薄膜在与氢气作用过程中,Pd膜主要起催化作用,氢原子扩散到V2O5层,V5+转变为V4+,导致Pd/V2O5薄膜的透过率发生变化。     

Effect of Ag addition on the microstructure and magnetic properties of FePt thin films

FePt thin films and [FePt/Ag]n multilayer thin films were prepared by magnetron sputtering technique and subsequent annealing process. By comparing the microstructure and magnetic properties of these two kinds of thin films, effects of Ag addition on the structure and properties of FePt thin films were investigated. Proper Ag addition was found helpful for FePt phase transition at lower annealing temperature. With Ag addition, the magnetic domain pattern of FePt thin film changed from maze-like pattern to more discrete island-like domain pattern in [FePt/Ag]n multilayer thin films. In addition, introducing nonmagnetic Ag hindered FePt grains from growing larger. The in-depth defects in FePt films and [FePt/Ag]n multilayer films verify that Ag addition is attributed to a large number of pinning site defects in [FePt/Ag]n film and therefore has effects on its magnetic properties and microstructure.