高激光损伤阈值266nm紫外增透膜研究

为了研制高激光性能紫外增透膜,分别使用HfO2/SiO2和Al2O3/MgF2两种高低折射率材料组合,采用物理气相沉积技术,设计制备了266 nm增透膜;分析测试了不同材料所组成的增透膜的剩余反射率、粗糙度、光学损耗、界面电场强度和激光诱导损伤阈值等特性。研究结果表明,两组不同膜料制备的266 nm增透膜都能达到剩余反射率<0.2%的要求,且激光诱导损伤阈值都大于5 J/cm(2266 nm,7 ns)。     

激光预处理对增透膜阈值的影响

激光预处理是提高光学薄膜激光损伤阈值的有效方法之一。本文就激光预处理前后增透膜损伤阈值的变化、破斑深度的变化、膜层中电场分布情况，分析了激光预处理对阈值的影响及原因。     

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。     

退火处理对溶胶-凝胶法制备AZO薄膜性能的影响

采用溶胶-凝胶旋涂法在普通载玻片衬底上制备出Al3 掺杂ZnO(AZO)薄膜.对所制备的薄膜在空气气氛中进行了不同温度(400～600℃)的退火处理,并在500℃下的不同气氛(氢气和氩气)中进行退火处理.利用XRD和SEM等分析手段对薄膜进行了表征,测定了薄膜的透光性.研究表明,随空气中退火温度的提高,ZnO薄膜(002)衍射峰强度得到增强,半高宽逐渐减小,透射率从85%提高到95%.薄膜晶粒尺寸范围为23.50～29.80 nm;在氢气和氩气气氛下退火得到的薄膜性能均优于在空气中退火得到的薄膜性能.     

不同化学蚀刻法对石英基片激光损伤阈值的影响

为提高三倍频光学元件的表面损伤阈值,采用了不同方式对石英基片进行酸蚀刻,利用原子力显微镜观测了基片蚀刻前后的表面微观形貌,并在激光损伤测量装置上进行了R:1方式的阈值测试,比较分析了蚀刻前后基片激光损伤阈值和表面形貌的变化,并比较了不同抛光质量石英基片蚀刻效果的差异.通过实验研究,总结了不同蚀刻方式的优缺点,研究表明酸蚀刻法可以有效提高石英基片激光损伤阈值.     

溶胶-凝胶法制备SiO_2-TiO_2纳米复合薄膜紫外光处理的研究

采用溶胶－凝胶技术,结合二步水解法分别在单晶硅片、石英玻璃和Ｋｇ玻璃上制备ＳiＯ2、ＴiＯ2纳米复合薄膜,采用高压汞灯对其进行紫外光处理,分别用ＡＦＭ、椭偏仪、ＦＴＩＲ、ＵＶ－Ｖis分光光度计以及ＸＲＤ对凝胶膜紫外光处理前后的光学性能和结构进行研究,并与传统的热处理进行比较与分析．研究表明,紫外光处理是实现凝胶膜低温致密化的有效方法之一,其致密化的机理不同于传统的热处理,主要是通过紫外高能光子诱导复合薄膜网络结构的原子中的电子激发,导致原子化学键的断裂,进而产生结构重组而致密化．     

热处理对溶胶-凝胶法制备ZnO薄膜性能的影响

以(CH3COO)2Zn·2H2O为前驱物,利用溶胶-凝胶旋转涂膜法以普通玻璃为基底制备ZnO薄膜。分别采用X射线衍射仪、紫外-可见分光光度计和扫描电子显微镜等对ZnO薄膜的物相组分、透射率和表面形貌进行测量与表征。研究了热处理温度对ZnO薄膜的物相结构和光学特性的影响。实验结果表明,ZnO薄膜的物相结构和可见光透射率都与热处理温度有关,随着热处理温度升高,ZnO薄膜的晶粒尺寸增大,晶格常数逐渐减小,薄膜的透射率增大。     

热处理温度对溶胶-凝胶法制备的氧化镍薄膜的影响

以醋酸镍为原料 ,用溶胶 -凝胶法在石英衬底上制备了氧化镍薄膜 ,并利用X射线衍射、紫外 -可见吸收谱对样品进行了表征。结果表明 ,当热处理温度低于 80 0℃时 ,随着温度升高 ,石英衬底上生长的氧化镍薄膜的晶粒逐渐长大 ,其 (2 0 0 )面对应的衍射峰的强度增加 ,取向度提高。当热处理温度超过 80 0℃后 ,晶粒尺寸不但不再增加 ,反而略有下降 ,同时 ,取向度也略有下降。因此就晶粒大小及取向度而言 ,最佳热处理温度为 80 0℃ ,此时薄膜的晶粒尺寸最大 ,(2 0 0 )取向度最高。紫外 -可见吸收谱分析表明 ,氧化镍薄膜的禁带宽度也随着处理温度的变化而变化 ,其变化趋势与晶粒尺寸的变化正好相反 ,即禁带宽度在热处理温度为 80 0℃时有极小值。纳米尺寸粒子中存在的量子约束效应可以说明这一变化趋势。     

化学处理对熔石英表面抗激光损伤阈值的影响

分析了HF酸腐蚀时间对熔石英抗激光损伤阈值的影响.用浓度为4%的HF酸腐蚀15min后,测得熔石英抗激光损伤阈值提高了53.1%,并对其机理作了分析.激光损伤实验使用波长为355nm,脉宽为10ns,频率为3Hz的Nd:YAG调Q激光器测试系统.当泵浦激光辐照熔石英样品表面时,后表面比前表面更容易发生激光诱导损伤,HF酸腐蚀的程度对前后表面抗激光损伤阈值比基本没有影响.对实验样品在HF酸腐蚀前后表面粗糙度的测量结果表明,HF酸腐蚀时间较短时实验样品表面粗糙度基本无变化,如果选用的样品存在较多的表面及亚表面缺陷,当HF酸腐蚀去除掉重沉积层后,表面粗糙度将急剧上升.     

内层致密膜的制备过程对溶胶-凝胶复合TiO2薄膜的影响

采用溶胶-凝胶法在导电玻璃上制备了致密-多孔复合TiO2薄膜,采用场发射扫描电镜(FE-SEM)和紫外-可见分光光度计,分析了光阳极薄膜的表面形貌和吸光度;用天然染料组装了DSSC,研究了致密膜成膜方式和陈化时间对DSSC电学性能的影响。结果表明:致密膜自然晾干的光阳极具有最好的表面形貌,DSSC具有较大的短路电流,当溶胶陈化时间为48h时,复合TiO2薄膜具有最大的吸光度,制备的DSSC电性能具有最大的开路电压和短路电流。     

溶胶－凝胶法在金属表面制备TiO_2－SiO_2系薄膜的研究

本文介绍以钛酸丁酯和正硅酸乙酯为前驱物、用溶胶。凝胶法在不锈钢金属基体表面制备晶态或非晶态的ＴｉＯ＿２－ＳｉＯ＿２系薄膜，ＩＲ测定结果表明有硅。氧－钛网络形成，并对薄膜进行了ＸＲＤ和ＳＥＭ观察。研究结果表明，在不锈钢金属基体上用溶胶－凝胶法选取适当条件可以得到附着力良好以及均匀完整的多种无机物薄膜，显示了该法的应用前景。     

基于溶胶凝胶法的二氧化锡复合薄膜的制备及表征

以金属无机盐SnCl2.2H2O、CuCl2.2H2O和无水乙醇为原料,用溶胶凝胶法制备了SnO2和CuO掺杂的CuO-SnO2薄膜,并用X射线衍射、扫描电镜、透射电镜和电化学工作站对样品进行了表征。结果表明:随着退火温度的增加,薄膜结晶性变好,晶粒长大,电学特性增强,最佳退火温度确定为450℃。掺杂CuO的SnO2薄膜导电性好于同等条件下未掺杂的SnO2薄膜。SnO2呈四方相金红石结构,衍射峰显示薄膜中存在部分SnO。聚乙二醇的添加增强了SnO2的衍射峰,当超过一定添加量后将抑制晶粒的生长,并使得CuO-SnO2薄膜的导电性呈先减小后增大的趋势。丙三醇的添加可极大改善薄膜的表面形貌,增强了SnO2的衍射峰,且导电性明显变好。     

The Effect of Laser Annealing on Laser-induced Damage Threshold

Abstract

A significant enhancement of the single-shot laser-induced damage threshold of CaF₂ and fused silica and a moderate enhancement for GaAs and Al has been observed as the result of laser annealing using an excimer laser operating at 248 nm. This phenomenon is primarily attributed to a reduction of the residual surface roughness of the samples.     

溶胶－凝胶二氧化硅驻极体薄膜的物理化学改性

实验研究了由溶胶－凝胶法制备二氧化硅驻极体薄膜的工艺。用红外透射谱、扫描电子显微镜以及驻极体等温表面电位测量和热刺激放电等实验考察了热处理和化学表面修正两个关键工艺对溶胶－凝胶二氧化硅样品驻极体性能的影响。结果表明经过高温条件下一定时间的热处理和化学表面修正，可以制备出性能优良的驻极体薄膜     

氧化镍溶胶-凝胶薄膜阻变特性研究

用溶胶-凝胶法在1TO基片上旋涂制备了NiO薄膜,通过对ITO/NiO薄膜/GaIn器件进行伏安特性测试,研究了溶胶浓度、退火、层数以及Cu掺杂等对其电学特性的影响.结果表明:所制备NiO薄膜具有良好可重复双极电阻开关特性.其中,2％Cu掺杂0.2 mol/L溶胶、双层、400℃退火1h制备的薄膜,阈值电压较低,约0.8 V;而开关比受以上因素影响不明显,约3× 102.分析发现薄膜高阻态的荷电输运符合空间电荷限制导电机制,而低阻态为欧姆特性,阻变开关机理为阈值电场及焦耳热导致的氧空位细丝的形成与断裂.     

溶胶凝胶法制备Cu掺杂ZnO纳米薄膜及其表征

采用溶胶-凝胶法制备了不同Cu掺杂浓度的ZnO薄膜,并通过X射线衍射仪、扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计和伏安特性测试等研究了Cu掺杂量对薄膜微观结构、表面形貌及光电特性的影响。结果表明:所得Cu掺杂ZnO薄膜为六角纤锌矿多晶结构,有CuO杂质相生成。随Cu掺杂量的增加,薄膜晶粒长大,且样品粒度均匀,平均粒径约53 nm。Cu掺杂ZnO薄膜具有良好的透光性,在可见光范围内的平均透射率超过80%,最大可达90%以上。Cu掺杂浓度为0.001%时,所得ZnO薄膜的导电性明显优于其他掺杂条件下的样品。     

SiO2气凝胶表面特性对其吸附性能的影响

以多聚硅E-40为硅源,采用溶胶-凝胶方法,通过常压干燥、表面修饰、450℃热处理等工艺制备了具有不同表面特性的SiO2气凝胶.用扫描电镜SEM,13C,29Si NMR谱以及孔径分布仪对其结构进行了表征,并对其吸附特性进行了研究.结果表明:在不同制备条件下,SiO2气凝胶的表面亲、疏水特性差异非常大,比表面积、孔体积、孔径以及对有机物吸附量的变化也很大.SiO2气凝胶具有纳米多孔结构,较好的疏水、亲水特性可调性,很强的吸附能力,具有广阔的应用前景.     

Preparation of Scratch—Resistant Nano—Porous Silica Films Derived by Sol—Gel Process and Their Anti—reflective Properties

Structural strengthening of the nano porous silica films has been reported. The films were prepared with a base/acid two-step catalyzed TEOS-based sol-gel processing and dip-coating, and then baked in the mixed gas of ammonia and water vapor. The silica films were characterized with TEM, AFM, FTIR, spectrophotometer, ellipsometer, and abrasion test, respectively. The experimental results have shown that the films have a nanostructure with a low refractive index and can form an excellent scratch-resistant broadband anti-reflectance. The two-step catalysis noticeably strengthens the films, and the mixed gas treatment further improves mechanical strength of the silica network. Finally the strengthening mechanism has been discussed.