泵浦功率密度对复合类锂离子X射线激光特性的影响

本文通过分析不同泵浦功率密度下类钾硅离子X射线激光的实验结果以及有可能实现X射线激光的其它类锂离子的光谱特性,表明利用类锂离子复合方案,在现有驱动激光装置上实现“水窗”波段放大器有很大的可能性。     

激光制备类金刚石膜技术研究

现有技术制备的类金刚石(DLC)膜由于含氢、硬度低、内应力大、附着力差等特点,严重限制了其光学工程应用.激光法是近年发展的一种制备DLC膜的新方法,相比其他制备方法具有诸多优点.综合分析了激光制备DLC膜过程中,激光波长、脉宽、功率密度、衬底温度和偏压等因素对薄膜质量的影响规律.采用氧气氛辅助沉积、元素掺杂和双波长激光...     

离子束辅助沉积对类金刚石膜结构影响的计算机模拟

采用分子动力学(MD)模拟研究了离子束辅助沉积(1BAD)生长类金刚石(DLC)膜的物理过程.分 别选C₂分子和Ar离子作为沉积源和辅助沉积粒子.改变Ar的入射能量和到达比(A r／C)，研 究了它对DLC膜结构的影响.重点讨论了Ar辅助沉积引起表面原子的瞬间活性变化对薄膜结构 产生的影响.分析表明，由于Ar离子的轰击引起的能量和动量的传递，大大地增强了C原子在 表面的反冲动能及迁移概率，增加了合成薄膜的SP³键含量.研究结果和实验 观察一致，并从合成机理上给出了一些定量解释. 关键词： 类金刚石膜 离子束辅助沉积 分子动力学模拟     

激光技术的一种特殊应用--镀类金刚石膜的探讨

讨论了类金刚石膜的特性及应用，介绍了激光镀膜系统的结构原理．探讨了激光镀类金刚石膜的特点及金刚石膜生成工艺中的关键问题及解决途径．     

低功率密度激光驱动的类镍钽X射线激光

“水窗”附近的X射线激光对于生物全息和成像方面的研究有着独特的优点和价值，因此倍受重视。特别是波长位于“水窗”外沿的4．48nm的类镍钽X射线激光更是进行生物全息研究最合适的工具之一。但是，波长越短的激光，其产生的条件也就越苛刻。一般只有采用非常大规模的激光装置才有可能获得一定强度的输出。对于类镍钽X射线激光来说，20世纪90年代，LLNL利用数千焦耳能量的激光驱动，获得了GL≈8的输出；2002年，在“神光”-Ⅱ激光装置上利用基频、倍频联合驱动的方式，以不足400J的驱动激光，获得了GL≈5．5的好结果。但是要以同样方式获得更好的结果，却受到了器件的限制。     

脉冲激光制备类金刚石薄膜及原位激光等离子体发射光谱

用ＹＡＧ脉冲激光轰击真空室内的石墨靶,可以形成包含碳素的激光等离子体,并在硅或石英衬氏上淀积形成某种类型的碳膜。用光学多道分析仪原位测量了激光等离子体的发射光谱,给出反应空间可能存在的反应基团有碳原子、碳离子、碳分子等,用拉曼光谱研究了薄膜的结构,证明所形成的薄膜为类金刚石膜,并得出碳原子和碳离子与薄膜的类金刚石结构有关。制备过程中,氢的参与有利于薄膜中金刚石成分的形成。空间分辨的原位激光等离子体发射光谱表明,在反应空间存在薄膜形成的最佳位置。     

射频等离子体法制备类金刚石薄膜

利用射频等离子体化学气相沉积法，以丁烷、氢气和氩气的混合气体为原料，在Ф200mm锗基片上沉积出均匀的类金刚石薄膜。研究类金刚石薄膜的特性及工艺参数对其性能的影响规律，给出应用于红外装置中的类金刚石薄膜镀膜元件光谱性能。     

氮对类金刚石薄膜的微观结构内应力与附着力的影响

采用原子力显微镜(AFM)、俄歇电子能谱(AES)和显微压痕分析等手段对射频等离子体增强化学气相沉积法制备的掺氮类金刚石(DLC：N)薄膜的微观结构和力学性能进行了研究.结果表明,随着含氮量的增加,DLC薄膜的AFM表面形貌中出现了几十纳米的颗粒,原子侧向力显微镜和AES分析表明这种纳米颗粒是x大于0.126的非晶氮化碳CN_x结构.这种非晶DLC/CN_x的纳米复合结构,减小了薄膜的内应力,从而提高了薄膜与衬底的附着力. 关键词： 类金刚石碳膜 微观结构 附着特性     

飞秒激光制备硅窗口增透保护类金刚石膜

采用飞秒激光(800 nm,120 fs,3 W,1 000 Hz)制备类金刚石膜,研究了不同偏压、生长温度和氧气氛等辅助手段对激光沉积类金刚石膜的影响,实验发现在室温(25℃)、无偏压和低气压氧气氛(2 Pa)条件下沉积的类金刚石膜性能最优。在单面预镀普通增透膜的硅红外窗口材料上镀制出了无氢类金刚石膜,3~5μm波段平均透过率达到90%以上,纳米硬度高达40 GPa,用压力为9.8 N的橡皮磨头,摩擦105次,膜层未见磨损,并且通过了军标规定的高温、低温、湿热、盐雾等环境试验,所制类金刚石膜可对红外窗口起到较好的增透保护作用。     

飞秒激光制备硅窗口增透保护类金刚石膜

采用飞秒激光（800 nm, 120 fs, 3 W, 1 000 Hz）制备类金刚石膜,研究了不同偏压、生长温度和氧气氛等辅助手段对激光沉积类金刚石膜的影响,实验发现在室温（25 ℃）、无偏压和低气压氧气氛（2 Pa）条件下沉积的类金刚石膜性能最优。在单面预镀普通增透膜的硅红外窗口材料上镀制出了无氢类金刚石膜,3~5 μm 波段平均透过率达到90%以上,纳米硬度高达40 GPa,用压力为9.8 N的橡皮磨头,摩擦10５次,膜层未见磨损,并且通过了军标规定的高温、低温、湿热、盐雾等环境试验,所制类金刚石膜可对红外窗口起到较好的增透保护作用。     

Tribological properties of diamond-like carbon films deposited by pulsed laser arc deposition

A novel method, pulsed laser arc deposition combining the advantages of pulsed laser deposition and cathode vacuum arc techniques, was used to deposit the diamond-like carbon (DLC) nanofilms with different thicknesses. Spectroscopic ellipsometer, Auger electron spectroscopy, x-ray photoelectron spectroscopy, Raman spectroscopy, atomic force microscopy, scanning electron microscopy and multi-functional friction and wear tester were employed to investigate the physical and tribological properties of the deposited films. The results show that the deposited films are amorphous and the sp$^{2}$, sp$^{3}$ and C--O bonds at the top surface of the films are identified. The Raman peak intensity and surface roughness increase with increasing film thickness. Friction coefficients are about 0.1, 0.15, 0.18, when the film thicknesses are in the range of 17--21~nm, 30--57~nm, 67--123~nm, respectively. This is attributed to the united effects of substrate and surface roughness. The wear mechanism of DLC films is mainly abrasive wear when film thickness is in the range of 17--41~nm, while it transforms to abrasive and adhesive wear, when the film thickness lies between 72 and 123~nm.     

射频功率对类金刚石薄膜结构和性能的影响

利用直流-射频-等离子体增强化学气相沉积技术在单晶硅表面制备了类金刚石薄膜，采用原子力显微镜、Raman光谱、x射线光电子能谱、红外光谱和纳米压痕仪考察了射频功率对类金刚石薄膜表面形貌、微观结构、硬度和弹性模量的影响.结果表明，制备的薄膜具有典型的含H类金刚石结构特征，薄膜致密均匀，表面粗糙度很小.随着射频功率的升高，薄膜中成键H的含量逐渐降低，而薄膜的sp3³含量、硬度以及弹性模量先升高， 后降低，并在射频功率为100W时达到最大. 关键词： 等离子增强化学气相沉积 类金刚石薄膜 射频功率 结构和性     

射频功率对类金刚石薄膜性能的影响

在不同射频功率条件下,实验研究了射频等离子体化学气相沉积类金刚石薄膜的金刚石相分数、光学常数和硬度。利用Raman光谱仪、椭圆偏振仪、数字式显微硬度计分别测试了不同条件下单层类金刚石薄膜的金刚石相分数、光学常数和硬度。实验表明,随着功率的增加,金刚石相的相对分数减少,薄膜的折射率先减小再增加然后减小,射频功率大于910 W时,沉积速率急剧增大。而薄膜的硬度先增加后减小,在射频功率为860 W处获得最大值。     

射频功率对类金刚石薄膜性能的影响

在不同射频功率条件下,实验研究了射频等离子体化学气相沉积类金刚石薄膜的金刚石相分数、光学常数和硬度。利用Raman光谱仪、椭圆偏振仪、数字式显微硬度计分别测试了不同条件下单层类金刚石薄膜的金刚石相分数、光学常数和硬度。实验表明,随着功率的增加,金刚石相的相对分数减少,薄膜的折射率先减小再增加然后减小,射频功率大于910 W时,沉积速率急剧增大。而薄膜的硬度先增加后减小,在射频功率为860 W处获得最大值。     

类金刚石和碳氮薄膜的电化学沉积及其场发射性能研究

利用电化学方法在室温下成功地沉积了类金刚石(DLC)薄膜和非晶CN_x薄膜，并 对制备条件进行了讨论.通过扫描电子显微镜、傅里叶变换红外光谱技术，分析了薄膜的表面形貌和化学结合状态.场发射测量结果表明：DLC膜和非晶CN_x的开启场分别为88和 10V/μm；并且在23V/μm的电场下，DLC膜和非晶CN_x膜的发射电流密度分别达到10 和037mA/cm². 关键词： 电化学沉积 类金刚石薄膜 x薄膜')" href="#">CN_x薄膜 场致电子发射     

脉冲激光对类金刚石（DLC）薄膜的热冲击效应研究

强激光辐照红外热像系统时，可造成系统的干扰和破坏，激光的波长不同，对系统的破坏效果也不同.为了保护红外系统窗口以及提高窗口的透过率，红外窗口广泛沉淀类金刚石（DLC）薄膜.当入射的激光波长位于红外系统响应波段外时，激光对系统的破坏首先是激光对DLC薄膜的破坏.以波长为1.06μm的激光为例，研究了脉冲激光对DLC薄膜的损伤机理，建立了DLC薄膜的热冲击效应模型，并通过求解热传导和应力平衡方程，得出了薄膜的温度场和应力场分布.理论分析表明，热应力破坏在脉冲强激光对DLC膜的损伤机理中占主导地位.当 辐照能量密度为E₀=100mJ·cm^-2时，在薄膜表面距光斑中心约 40μm区域内的压应 力明显超出其断裂强度，将造成膜层的剥离、脱落.理论分析与实验结果基本相符，表明建 立热冲击效应模型的正确性. 关键词： 激光辐照 类金刚石（DLC）薄膜 热冲击效应     

Electrical properties of boron-doped diamond-like carbon thin films deposited by femtosecond pulsed laser ablation

We report on electrical measurements and structural characterization performed on boron-doped diamond-like carbon thin films deposited by femtosecond pulsed laser deposition. The resistance has been measured between 77 and 300 K using four probe technique on platinum contacts for different boron doping. Different behaviours of the resistance versus temperature have been evidenced between pure DLC and boron-doped DLC. The a-C:B thin film resistances exhibit Mott variable range hopping signature with temperature. Potential applications of DLC thin films to highly sensitive resistive thermometry is going to be discussed.     

脉冲激光沉积无氢钨掺杂类金刚石膜的摩擦与机械性能

采用脉冲激光沉积技术制备出无氢钨掺杂非晶态类金刚石膜.膜中的钨含量与靶材中的钨含量保持稳定的线性关系,显示了脉冲激光沉积在难熔金属掺杂技术方面的亮点.由于碳-钨结构的形成和表面粗糙度影响,膜层的干摩擦系数随着钨含量的增加显现出先减后增的趋势,钨含量为9.67 at.％时达到最低值0.091.钨含量的增大降低了类金刚石膜...     

射频反应磁控溅射法制备的氟化类金刚石薄膜摩擦特性研究

以高纯石墨做靶,CHF3和Ar气为源气体,采用射频反应磁控溅射法在不同流量比条件下制备了氟化类金刚石(F-DLC)薄膜.利用原子力显微镜、纳米压痕仪、拉曼光谱和红外光谱、摩擦磨损测试仪对薄膜的表面形貌、硬度、键结构以及摩擦性能做了具体分析.表面形貌测试结果表明,制备的薄膜整体均匀致密,表现出了良好的减摩性能.当CHF3与Ar气流量比r为1:6时,所得薄膜的摩擦系数减小至0.42,而纳米压痕结果显示,此时薄膜的硬度也最高.拉曼和红外光谱显示,随着r的增加,薄膜中的F浓度呈上升趋势,薄膜中的芳香环比例减小.研究表明,F原子的键入方式是影响F-DLC薄膜摩擦系数的一个重要因素,CF2反对称伸缩振动强度的减弱和CC中适量碳氢氟键的形成都能导致薄膜具有相对较低的摩擦系数.     

Determination of the optical bandgap for diamond-like carbon films obtained by laser plasma deposition

We have obtained and analyzed the optical transmission spectra of diamond-like carbon films deposited on quartz substrates by pulsed laser deposition (λ = 1064 nm, τ = 20 nsec, q = 4.9·10⁸ W/cm²) under vacuum (p = 2.6·10⁻³ Pa). Based on the spectra obtained, we have estimated the size of the bandgap by the Tauc method, and also have studied the growth dynamics of the coatings formed. __________ Translated from Zhurnal Prikladnoi Spektroskopii, Vol. 74, No. 5, pp. 637–641, September–October, 2007.