光学薄膜膜厚自动控制系统的研究

介绍了一种利用光电极值法同时控制规整膜系和非规整膜系的方法,利用VC++编写程序实现对光学监控信号的采集、处理及停镀点的自动判断,实现了规整膜系和非规整膜系膜层厚度的自动控制.并利用该膜厚自动控制系统实验制备了规整膜系和非规整膜系多层膜,实验结果表明：利用该系统镀制的薄膜重复性良好,且光谱曲线和理论光谱曲线吻合较好.该系统解决了非规整膜系的监控问题,由计算机控制膜层的停镀点,排除了人的主观因素对薄膜的性能及其制备的重复性产生的影响,提高了薄膜镀制的重复性和成品率.     

分层蒸镀制备聚酰亚胺自支撑膜及其特性研究

 采用分层蒸镀法，在玻璃基片上依次蒸镀二氨基二苯醚（ODA）和均苯四甲酸二酐（PMDA）两种单体，然后在空气环境中对样品进行不同温度和时间的热亚胺化处理，使二者在交界面上反应生成聚酰亚胺。经加热150 ℃ 1 h然后经350 ℃ 2 h处理的样品，在脱膜后能制备出直径1.8 cm，厚度为100 nm的聚酰亚胺自支撑薄膜。用FTIR测量了自支撑薄膜的红外光谱，特征吸收峰的分析表明薄膜已基本上完全亚胺化。用原子力显微镜分析了浮法玻璃衬底上聚酰亚胺薄膜的表面形貌，结果表明以ODA作为内层制备的膜层表面更光滑平整。     

254 nm低通滤光片的研制

根据紫外光学系统的设计要求,在K9基底上研制了254 nm高反射率、可见光谱区高透过率的低通滤光片.根据膜系设计理论,通过针法优化,获得了干涉型低通滤光片的膜系;对电子束蒸镀HfO_2和MgF_2材料进行了研究,解决了材料喷溅的问题,减少了薄膜的吸收;采用考夫曼离子源,通过优化工艺参数,提高膜层致密性,解决了光谱曲线漂移的问题,改善了成膜质量.     

波长1O64nm脉冲激光高阈值反射膜的研制

研究 Ｈｆ Ｏ２／ Ｓｉ Ｏ２ 高反射膜的制备工艺及其激光诱导损伤阈值的比较测试,分别采用了反应蒸镀 Ｈｆ Ｏ２、反应离子辅助蒸镀 Ｈｆ Ｏ２、反应离子辅助蒸镀金属 Ｈｆ 的源材料形成 Ｈｆ Ｏ２ 薄膜。采用这三种工艺制备了 Ｈｆ Ｏ２ ／ Ｓｉ Ｏ２ 高反射膜,在中心波长 １０６４ｎｍ 处,反射率 Ｒ≥９９．５％ ,其中反应蒸镀 Ｈｆ Ｏ２ ／ Ｓｉ Ｏ２ 高反射膜损伤阈值最高,可达 ６０ Ｊ／ｃｍ ２（１０６４ｎｍ ,５ｎｓ）。     

Sb掺和对TeO_x薄膜光学和静态记录特性的影响

以真空蒸镀法在 K9玻璃基底上制备了 Te Ox∶ Sb单层薄膜 ,对薄膜的结构、光学和静态记录特性进行了研究 .结果表明 ,Sb掺和后 Te Ox 薄膜的结构、反射光谱和光学常量均发生了明显变化 .Te Ox∶Sb薄膜具有良好的写入灵敏性并具有了一定的可擦除性能 ,该类薄膜有望作为可擦除光存储介质     

等离子体辅助制备窄带滤光片

研究了采用等离子辅助技术制备窄带滤光片的工艺。介绍了等离子辅助蒸镀系统的基本工作原理,描述了优化膜厚均匀性的过程。在有色玻璃上制备了由多层TiO2和SiO2薄膜组成的窄带滤光片,测试并分析了窄带滤光片的性能。试验结果表明,采用等离子体辅助蒸镀技术能够批量制备具有优良光学性能的窄带滤光片。     

基于等效膜层理论的1/4规整膜系薄膜偏光分束镜

为了设计制作1/4规整膜系的高性能薄膜偏光分束镜,根据三层对称膜系结构的等效膜层理论和截止带理论,设计了两种对称膜系结构的偏光分束镜。利用TFCalc薄膜软件对两种膜系结构偏光分束镜的分光光谱特性进行了模拟。利用电子枪蒸镀法分别制备了两种膜系结构的偏光分束镜(580~780 nm),并利用分光光度计和搭建的消光比测试系统,对两种膜系结构偏光分束镜的透射率和消光比进行了测试。结果表明,两种膜系结构的偏光分束镜在设计分光光谱范围内透射率可以达到90%以上,消光比优于3×10-3,与理论设计吻合得很好。     

980nm半导体激光器腔面膜钝化新技术

研究了不同腔面钝化方法对980 nm渐变折射率波导结构InGaAs/AlGaAs半导体激光器输出激光功率的影响.将980 nm半导体激光器管芯前后腔面不蒸镀钝化膜与蒸镀Si钝化膜和蒸镀ZnSe钝化膜的方法进行了对比.结果表明,蒸镀ZnSe钝化膜比蒸镀Si钝化膜的半导体激光器输出光功率提高了11％,比不蒸镀钝化膜的半导体...     

Sb掺和对TeOx薄膜光学和静态记录特性的影响

以真空蒸镀法在K9玻璃基底上制备了TeO_x:Sb单层薄膜,对薄膜的结构、光学和静态记录特性进行了研究.结果表明,Sb掺和后TeO_x薄膜的结构、反射光谱和光学常量均发生了明显变化.TeO_x:Sb薄膜具有良好的写入灵敏性并具有了一定的可擦除性能,该类薄膜有望作为可擦除光存储介质.     

不等厚薄膜的应用和镀制

在光学零件表面镀制特殊要求的不等厚薄膜可使其面形满足特定的函数关系,这对改善光学系统的成象质量具有重要的意义。因此,不等厚薄膜技术颇有实用价值。本文着重介绍使用真空蒸镀工艺获得不等厚薄膜所采用的遮板切口形状的设计方法,作为特例,叙述了航空摄影机光学系统照度补偿板——滤光玻璃不等厚透射膜的制作工艺和测试方法。使用真空蒸镀工艺获得不等厚薄膜,实质上就是有效地控制被镀表面各处所接收的蒸发物质分子的流量。为此,被镀表面与蒸发源之间应置一具有特殊形状切口的遮板,而切口形状与所要求的不等厚薄膜的面形函数相对应。所以,切口形状的设计     

非晶态Se薄膜的自发晶化研究

利用真空热蒸镀的方法制备了非晶Se薄膜,测试了稳定的非晶Se薄膜,不稳定的非晶Se薄膜和初始自发晶化的非晶Se薄膜的透射率光谱和拉曼光谱,对透射率光谱曲线进行了拟合,计算了薄膜的厚度和折射率随波长的变化关系。在自我晶化过程中,Se薄膜折射率逐渐增大;随波长增大,折射率则减小,初始自发晶体的Se薄膜中,出现标志Se8环和链的结构,不完整的环和链结构在自发晶化过程中得到了增强。     

灵敏度控制思想在主动膜系设计中的快速实现算法

 基于斜入射薄膜制备实践中镀膜误差对光谱性能的严重退化影响的认识,提出了一种基于灵敏度控制思想的主动膜系设计方法。在深入分析了镀膜中膜层结构参数误差的分布规律的基础上,运用膜系光谱系数关于膜层参数的导数计算的解析模型,建立了膜系灵敏度的定量计算模型和快速实现算法。以一45°入射高精度消偏振增透膜的设计实验为例,探讨了灵敏度控制思想在膜系设计中的可行性、快速性和有效性。结果表明,这一新型设计方法不会显著增加程序时间消耗,能获得具有良好可镀制性能的薄膜,对于正入射和宽角度入射膜同样适用,而且可以避免昂贵的失败试镀和采样,有助于缩短新薄膜的生产周期,特别是对于高精度斜入射薄膜的重复性制备具有重要意义。     

自支撑Zr膜制备及软X射线透过性能研究

软X射线波段滤光膜材料大都为自支撑金属薄膜,实验室环境下自支撑薄膜长期与空气接触表面易氧化,空气中的杂质原子进入自支撑薄膜内部,致使自支撑膜光学性能大幅下降.5 nm至20 nm软X射线波段Zr具有较低的质量吸收系数和较小的密度,在该波段Zr滤光膜透过率较高.采用脱模剂法制备自支撑Zr膜,在洁净的浮法玻璃上蒸镀一层Na...     

DMD-450型光学多层镀膜机简介

我国自行设计的DMD-450型光学多层镀膜机,已经在北京仪器厂试制成功,并于1974年成批生产。DMD-450型光学多层镀膜机,除了具备一般高真空镀膜机所有的热蒸发源、离子轰击、工件烘烤和旋转等装置外,还带有远聚焦式电子枪和双光路膜厚控制仪。电子枪可以蒸镀各种高熔点的金属和氧化物,由于它避免了蒸镀材料被坩埚污染等问题,从而为制备高纯度和优良光学性能、机械性能的优质薄膜提供了条件。光学膜厚控制仪采用     

Glan-Taylor棱镜端面增透膜的研制

为了提高Glan-Taylor棱镜的透射率，改善其使用性能，研究了Glan-Taylor棱镜增透膜的设计、制备及测试.经过多次工艺实验选择了膜料并找到了合适的蒸镀条件，较好的解决了膜层与冰洲石晶体的附着力,用膜系软件进行了优化设计，并利用电子束蒸发方法实际制备了设计的膜系.最后利用岛津UV3101分光光度计测试了棱镜端面增透膜的反射光谱特性，测量结果表明镀膜以后在设计的光谱区域内端面的反射率均小于0.4％，并且膜层牢固.     

波长1064nm脉冲激光高阈值反射膜的研制

 研究HfO₂/SiO₂高反射膜的制备工艺及其激光诱导损伤阈值的比较测试,分别采用了反应蒸镀HfO₂、反应离子辅助蒸镀HfO₂、反应离子辅助蒸镀金属Hf的源材料形成HfO₂薄膜。采用这三种工艺制备了HfO₂/SiO₂高反射膜,在中心波长1064nm处,反射率 R≥99.5%,其中反应蒸镀HfO₂/SiO₂高反射膜损伤阈值最高,可达60J/cm²(1064nm,5ns)。     

Ta_2O_5薄膜的低能离子辅助蒸镀

用低能氧离子辅助蒸镀技术,制备了一系列Ta_2O_5薄膜.观测了薄膜的微结构,测量了薄膜的光吸收和光散射.实验指出,离子束轰击和基片加热同时进行,能够制得透明而匀均的Ta_2O_5薄膜.     

溶胶-凝胶-蒸镀法制备高性能FTO薄膜

以SnCl_4·5H_2O为锡源,SnF_2为氟源,采用溶胶-凝胶-蒸镀法制备F掺杂的SnO_2透明导电氧化物薄膜(FTO薄膜).通过正交实验研究确定最佳反应温度、反应时间和蒸镀温度等制备条件.主要研究元素F的掺杂和膜的结构对FTO薄膜性能的影响,并采用傅里叶变换红外光谱仪、热重-差热分析、X射线衍射、高分辨透射电子显微镜和扫描电子显微镜等进行样品的性能表征.研究结果表明,当反应温度50?C、反应时间5 h、烧结(蒸镀)温度600?C、镀膜次数1次、而F/Sn=14 mol%时,FTO薄膜性能指数ΦTC最大,综合光电性能最优,表面电阻为14.7?·cm-1,平均透光率为74.4%.FTO薄膜内颗粒的平均粒径为20 nm,呈四方金红石型结构,F的掺入替代了部分的O,形成了SnO_(2-x)F_x晶体结构.F的掺杂量是影响FTO薄膜的主要因素,F过多或过少均不利于SnO_(2-x)F_x晶体的生长;FTO薄膜的结构、颗粒形状、大小等三维信息也是影响薄膜性能的因素,主要表现为分形维数越小,薄膜表面越平整,势垒越低,导电性能越好.     

使用SiNx原位淀积方法生长的GaN外延膜中的应力研究

采用低压MOCVD系统,在生长过程中使用SiNx原位淀积的方法产生纳米掩模,并在纳米掩模上进行选区生长和侧向外延制备了GaN外延薄膜.使用拉曼光谱和光荧光的手段对GaN外延膜中的残余应力进行了研究.研究发现,用SiNx原位淀积出纳米掩模后,GaN生长将由二维向三维转变,直到完全合并为止.利用拉曼光谱和光荧光谱分别研究了薄膜中的残余应力,两者符合得很好;这种方法生长出的GaN薄膜的应力分布较传统的侧向外延更加均匀;并且从中发现随着生长过程中SiNx原位淀积时间的增加,生长在其上的GaN外延膜中的残余应力减小.这是因为,随着SiNx原位淀积时间的增加,SiNx纳米掩模的覆盖度也增大.因此侧向外延区的比例增大,残余应力随之减小.     

太阳模拟器的光谱设计实验研究

通过对太阳模拟器的光谱测试研究发现:未采用滤光片的太阳模拟器中氙灯辐射的800~900 nm,900~1100 rm红外波段占总光谱波段400~1100 nm的百分比远远大于国际标准规定的匹配度,导致其相对光谱的能量分布不能满足A级或B级要求,严重影响太阳电池的测试结果.因此,该模拟器通过加入特别设计的滤光片对光谱加以...