K9光学玻璃化学钢化技术研究

为提高K9光学玻璃在一些特殊应用领域（如高压、温度变化剧烈等）的力学性能,并保证其光学性能符合精密光学仪器要求,对K9光学玻璃进行了化学钢化技术研究。以脆性材料断裂过程微裂纹扩展理论为基础,导出化学钢化玻璃强度应力因子计算模型,分析化学钢化表面应力与表面微裂纹深度、韧性之间的关系,指出化学钢化工艺应注意的事项。通过实验研究,分析化学钢化温度和钢化时间对K9光学玻璃抗弯强度、表面应力及应力层厚度的影响,优化得出K9光学玻璃化学钢化温度为400 ℃、钢化时间为40 h。采用优化工艺,获得了表面应力为500 MPa、应力层厚度为50 μm量级及规格为220 mm×110 mm×22 mm的化学钢化K9光学玻璃样件。钢化后,样件抗弯强度提高了3.5倍以上,且表面疵病、光学鉴别率、透过率等光学性能指标未见明显变化。     

基底温度对α-C:H膜微观结构的影响

使用RF-PECVD法分别在基底温度为60℃、120℃和200℃的N型单晶锗表面制备了α-C:H膜,采用拉曼光谱、傅里叶变换红外吸收光谱和原子力显微镜等技术手段研究分析了α-C:H膜的价键组成及表面形貌,讨论了基底温度对α-C:H膜微结构及部分性能的影响。结果表明,在α-C:H膜沉积过程中,基底温度对膜层微观结构有较大影响,基底温度60℃时,膜层表面光滑、致密无石墨化现象。随着基底温度的升高,α-C:H膜中含H量和微晶石墨量逐渐增多,α-C:H膜层性能也逐步退化。     

锗红外光学窗口海洋潮差区腐蚀特性研究

对未镀膜及表面镀类金刚石（DLC）膜锗（Ge）红外光学窗口在中国南海海域进行了海洋潮差区腐蚀试验研究,观察测试海洋腐蚀试验前后Ge窗口及膜层的表面形貌和腐蚀速率,报道了腐蚀结果,分析了Ge窗口在海洋潮差区腐蚀特性,探讨了Ge窗口在海洋腐蚀破坏机理,得出了延长Ge窗口在海洋环境下使用寿命的研究方向。研究结果对于了解Ge窗...     

靶压对磁控溅射GeC薄膜折射率的影响

采用磁控溅射技术,以碳氢气体和氩气为工作气体,在Ge基底上制备了GeC薄膜。研究了靶压对薄膜折射率的影响,发现在较高的靶压下制备的GeC薄膜具有较低的折射率,而在较低的靶压下则得到了高折射率的薄膜。通过控制溅射靶压,制备了折射率在2．5～3．8之间可变的GeC薄膜。利用拉曼光谱研究了GeC薄膜的结构。薄膜样品的硬度测试表明,较低折射率的GeC薄膜具有较高的硬度。     

光学玻璃的强度设计方法研究

玻璃没有固定的特征强度值,其强度主要由其表面裂纹的分布所决定,玻璃的强度设计需采取保守设计思想.以玻璃强度基本理论为基础,给出并分析了断裂几率预测法、最小寿命预测法和寿命-断裂几率综合预测法三种玻璃强度设计方法.这些方法可为设计者提供给定玻璃的使用强度、断裂几率及预期寿命,还可为光学元件及其装配结构设计提供指导.     

常温溅射DLC膜的工艺研究

常温下,采用磁控溅射技术成功地在Ge基底上制备了类金刚石膜,并研究了溅射功率、碳氢气体与氩气流量比、溅射频率、基底负偏压等工艺参数对类金刚石膜沉积速率的影响和薄膜的光学性能。结果表明：溅射功率、溅射频率、碳氢气体与氩气流量比对沉积速率有显著的影响。沉积速率随着溅射功率的增大而增大,随着溅射频率的减小而增大。随着碳氢气体与氩气流量比、基底负偏压的增大沉积速率先增大后降低。制备的类金刚石膜具有较宽的光谱透明区,Ge基底单面沉积的类金刚石膜其峰值透过率最高达到63．99％。     

新型多功能集成光学耐压保护窗口

针对特殊环境下光学系统的需求，设计了一种具有三层结构的新型光学耐压保护窗口，其外层为石英玻璃，内层为开有小孔的化学钢化K9玻璃，中间为夹有电阻丝的PVB（聚乙烯醇缩丁醛）胶层，电阻丝通过内层玻璃上的小孔引出。通过强度仿真优化得出了内层玻璃最佳开孔位置和孔直径，设计了这种三层结构的保护窗口的工艺流程，并对具有三层结构的保护窗口进行了性能测试和验证。结果表明，这种新型耐压窗口集成了透光、耐压、抗冲击、加热、表面快速脱水等功能。     

RF-PECVD法制备大面积类金刚石薄膜性能的研究

采用RF-PECVD法在锗、硅红外光学窗口上制备了大面积(基底直径φ=150～250mm)类金刚石薄膜.采用拉曼光谱分析了大面积DLC膜的结构组成,对RF-PECVD法制备的大面积DLC膜的均匀性、红外光学性能、机械力学性能以及其抗恶劣环境的能力进行了检测和分析.膜层厚度均匀性在3%以内.锗、硅红外窗口双面镀制DLC膜后,极值透过率分别达92%和96%以上,可显著提高红外光学窗口的显微硬度.膜层具有极强的抗盐雾、耐海水腐蚀和抗摩擦的能力.