薄膜光学常数的模拟退火算法研究

在薄膜的光学参数拟合时，操作者给定的模型初值对拟合结果有很大的关系。采用广泛用于求解复杂系统优化问题的模拟退火算法来求解薄膜光学常数，降低了操作者给定拟合模型初值的要求。通过对常规的模拟退火算法以及非常快速的模拟退火方法(Very Fast Stimulated Annealing，VFSA)分析，针对性地在模型扰动及退火计划上存在的缺陷作了改进，提高了VFSA算法的计算稳健性。通过大量的拟合实践，验证了提出的改进模拟退火方法的有效性。     

类金刚石薄膜红外光学常数的计算机拟合

报道了一种对类金刚石薄膜红外透射率曲线最小二乘法拟合的方法，确定类金刚石薄膜的红外光学常数－折射率、吸收系数以及薄膜厚度及表面粗糙度。介绍了相应的数学模型，并给出了对类金刚石薄膜样品的实验测及拟合结果。     

确定薄膜光学常数的一种新方法

介绍用光谱曲线同时确定薄膜材料折射率n、消光系数k和薄膜厚度d的方法,给出严格的计算公式和处理过程,以及计算程序框图。用微型计算机很容易实现这一计算。     

宽波段的类金刚石薄膜光学窗口

 介绍了实用化宽波段光学镀膜窗口的研制过程，研制的光学窗口实现了从可见至远红外波段使用同一光学器件工作的目标，主要波段透过率在70%以上。该产品膜层均匀性优于95%，可以抵抗潮热、温度变化等恶劣环境,可耐受高功率的红外激光辐射，通过了GJB2485—95《光学膜层通用规范》和Q/AF20087—2003《宽波段军用光学镀膜窗口规范》的标准检测。     

ZnO薄膜光学常数测量

利用Kramers-Kronig方法(K-K方法)测量了ZnO薄膜的复介电常数和复折射率(折射率和消光系数)。为了满足K-K方法所要求的条件,光源发出的光束通过一个特殊设计的中间带孔的反射镜垂直投射到ZnO薄膜表面,在ZnO薄膜表面产生的反射光穿过反射镜中间的小孔进入单色仪,从而测量出正入射情况下ZnO薄膜的反射光谱。对有限波段下测量的数据经合理的外推后,得出全波段的薄膜反射谱,然后利用K-K方法计算出ZnO薄膜的复介电常数和复折射率。实验结果表明,氧化锌薄膜在可见光范围内的折射率近似为一常数3．5;在430nm附近出现折射率最大值,而在短波长范围所对应的折射率大大降低,其值在0．5—2．5之间起伏波动。     

磁控溅射参数对NiOx薄膜光学常数的影响

采用反应性磁控溅射法制备了NiOx薄膜,并结合椭圆偏振仪、XRD和XPS研究了溅射参量对其光学常量的影响.NiOx薄膜的光学常量随着O2/Ar流量比的增大而减小;热退火后,折射率增大而消光系数下降了50%;溅射功率越大折射率也越大,而工作气压越大折射率反而越小.这些变化分别与薄膜中存在间隙O和Ni空位、NiOx分解以及NiOx薄膜的致密度有关.     

含氮氟化类金刚石(FN-DLC)薄膜的研究：(Ⅱ)射频功率对薄膜光学带隙的影响

以CF₄,CH₄和N₂为源气体，采用射频等离子体增强化学气相沉积法，在不同射频功率下制备了含氮氟化类金刚石薄膜样品.原子力显微形貌显示，低功率下沉积样品表面致密均匀.拉曼及傅里叶变换红外光谱分析显示，随着射频功率的改变，薄膜的结构和组分也随之变化.紫外-可见光透射光谱证明薄膜具有紫外强吸收特性，通过计算得到其光学带隙在1.89—2.29 eV之间.结果表明，射频功率增加，薄膜内sp²C含量增加，或者说C=C交联相对浓度增加、F的相对浓度降低，导致薄膜内π-π^*带边态密度增大，光学带隙减小. 关键词： 含氮氟化类金刚石薄膜 射频功率 光学带隙     

光度法确定LaF3薄膜光学常数

为了满足设计和生产多层膜系时精确确定薄膜材料光学常数的需要,建立一种基于透射率光谱包络来获取弱吸收光学薄膜光学常数的均匀模型.为消除基底背面反射对光学薄膜光谱性能测量的影响,给出一种非破坏性的薄膜光学特性校正方法,校正实测光谱数据获得光学薄膜的单面光谱,并给出确定基底光学常数的方法.研究钼舟热蒸发工艺制备的沉积在CaF...     

射频功率对PECVD制备类金刚石薄膜光学性能的影响

采用射频等离子体增强化学气相沉积(RF-PECVD)法在石英片上生长类金刚石薄膜。通过紫外可见分光光度计、椭偏仪测试手段,研究不同射频功率条件下类金刚石薄膜的光学性能的变化。结果表明,射频功率对类金刚石薄膜的生长具有重要影响,在较低功率下生长的类金刚石薄膜,具有较高的光学透过率和较大的光学带隙。     

DLC/Ag/DLC复合多层薄膜光学性能

采用等离子体增强化学气相沉积类金刚石(DLC)薄膜、高真空磁控溅射镀膜设备溅射Ag靶的方法制备了不同厚度Ag、DLC层的DLC/Ag/DLC多层膜,分别用紫外可见分光光度计、四探针测试仪对样品的光学性能、电学性能进行了测试.结果表明,随着Ag层厚度的增加,DLC/Ag/DLC多层膜透射率先增后减,外层DLC薄膜和内层DLC薄膜对透射率影响基本一致,随着厚度增加透射率先增后减,在内外层厚度为40 nm,Ag夹层厚度为16 nm时,DLC(30 nm)/Ag(16 nm)/DLC(40 nm)膜在550 nm处的透射率高达94.4%,电气指数高达112.4 ×10-3Ω-1,远远超过现有透明导电膜的电气指数(FTC≈20×10-3Ω-1).     

Field emission properties of DLC and phosphorus-doped DLC films prepared by electrochemical deposition process

Field emission behavior of diamond-like carbon (DLC) and phosphorus-doped DLC (p-DLC) films prepared by electrochemical deposition process was comparatively investigated. It was shown phosphorus incorporation in the DLC film could lower the turn on field from 12 to 9.5 V/μm and increase the current density from 12.6 to 45.7 μA/mm² under high electric field. And better field emission performance of p-DLC films would be mainly attributed to the influence of the surface morphology and the changes of microstructure due to the phosphorus incorporation.     

射频磁控反应溅射氮氧化硅薄膜的研究

利用SiOxNy薄膜光学常数随化学计量比连续变化的特性,给出了制备折射率连续可调的SiOxNy薄膜的实验条件。用磁控反应溅射法制备了不同氮氧比的SiOxNy薄膜。研究了不同气流比率条件下薄膜光学常数、化学成分及溅射速率等的变化。用UV-VIS光谱仪测试了透射率曲线,利用改进的单纯型法拟合透射率曲线计算得到了折射率和消光系数。测试了红外傅立叶光谱(FTIR)曲线和X光光电子能谱(XPS)分析了薄膜成分的变化。实验表明薄膜特性与N2／O2流量比率密切相关,通过控制总压和改变气体流量比可控制SiOxNy薄膜的折射率n从1．92到1．46连续变化,应用Wemple-DiDomenico模型计算出光子带隙在6．5eV到5eV之间单调变化。     

金刚石薄膜光学镀层材料的应力特性研究

金刚石膜作为光学镀层时，应力的控制是一项关键技术，本文实验研究了金刚石膜和类金刚石膜作为光学镀层材料时的应力特性，并对此进行了分析。     

脉冲源所镀DLC膜成份的分析

类金刚石薄膜(DLC膜)的成份(主要指sp^3键和sp^2键)是影响薄膜性能如薄膜的机械特性和电阻特性等的重要因素。因此，研究DLC膜的成份是非常必要的。本文介绍用X射线光电子能谱仪(XPS)测量薄膜成份的方法。通过采用脉冲真空电弧离子源研究在各种工艺条件下镀制的DLC膜，发现了影响DLC膜成份的主要因素。     

薄膜光学常数的粒子群算法

为解决椭偏法测量薄膜厚度和折射率实验数据处理较为复杂的问题,采用一种新的基于群体智能的优化算法——粒子群算法处理实验数据.以单层吸收薄膜的测量为例,利用该算法进行数据处理.实验结果表明,可以同时获得3个薄膜参数(折射率n,消光系数k和薄膜厚度d),而且在确切参数范围未知情况下,大范围内进行搜索仍然能保证快速收敛到最优解.该算法与遗传算法以及利用椭偏仪数据处理软件得出的结果相比较,计算精度高,收敛速度快.     

光学薄膜的等离子体离子镀的研究

根据薄膜沉积过程等离子体对光学薄膜膜蒸气分子或原子的作用，建立低压等离子体离子镀设备，并对常规光学薄膜、如硫化物、氧化物薄膜以及多层膜器件进行了系统的研究，对所制备薄膜样品的透射光谱、吸收、散射以及膜层的聚集密度等进行了全面的测试分析。实验研究表明，低压等离子体离子镀可大大提高常规光学薄膜的光机性能。     

薄膜厚度对AgInSbTe相变薄膜的光学性质的影响

采用射频溅射法制备了Ag8In14Sb55Te23相变薄膜,对深积态薄膜在300℃时进行了热处理,测量了不同厚度薄膜的反射、吸收谱及光学常数。研究了薄膜的光学常数与薄膜厚度的关系。结果表明在一定的厚度范围其光学常数随膜层厚度的不同有较大的变化,尤其在短波长范围内更为明显,这对于短波长记录相变光盘有重要意义。