多层膜结构和界面分析应用中的高分辨率透射电镜剖面分析

介绍了利用高倍放大的超薄多层膜的剖面图，经ＦＣ数字化图像处理系统进行数字化处理后，给出详细的定量结构参数的详细过程。并给出了对利用平面磁控溅射淀积的１０个周期数的Ｍｏ／Ｓｉ周期多层膜的实际处理结果，获得了界面上的渗透层厚度和粗糙度值，并与小角Ｘ光衍射法测得的结果进行了比较。     

SiO2保护膜对高反膜激光损伤特性的改善

 为了研究高功率系统中高反膜的损伤机制,对高功率系统中最常用的基频高反膜进行了损伤实验。利用台阶仪、扫描电镜、表面轮廓仪等手段,对实验样品的典型损伤形貌进行了比较和分析。结果表明：保护膜的存在增强了样品的抗激光损伤能力;未加保护膜样品的典型破坏形貌是由材料热物特性差异导致的分层剥落损伤,这类损伤在后续的脉冲辐照下会迅速发展;有保护膜样品的典型破坏形貌是中心带有μm量级小坑的等离子体烧蚀损伤区,其主要是由缺陷受热力作用喷溅导致,小坑附近膜面的凸起是这种力学作用的宏观体现,这类损伤在后续的脉冲辐照中表现得相对比较稳定。保护膜的存在,在一定程度上抑制了分层剥落这种灾难性损伤的出现,改善了样品的损伤特性。     

HfO_2单层膜的吸收和激光损伤阈值测试

薄膜吸收是降低膜层激光损伤阈值的重要原因,为了研究薄膜吸收对激光损伤阈值的影响,对HfO2单层膜在1 064 nm处的吸收及其在不同波长激光辐照下的损伤阈值进行了测试和分析。研究结果表明:薄膜的激光损伤阈值由薄膜吸收平均值(决定于薄膜中缺陷的种类和数量)和吸收均匀性(决定于薄膜中缺陷的分布)共同决定;根据HfO2单层膜在1064 nm波长处的吸收值,不但可以定性判断薄膜在1 064 nm波长,而且还可以判断在其它波长激光辐照下的抗激光损伤能力。     

紫外Sc_2O_3薄膜的光学和结构性能表征及其激光作用下的损伤机理

利用电子束蒸发方法,在不同沉积温度(50~350℃)下制备了Sc2O3薄膜。分别用分光光度计,小角掠入射X射线衍射仪和轮廓仪测试了薄膜样品的光谱、微结构和表面粗糙度信息,并用薄膜分析软件Essential Macleod计算了Sc2O3薄膜的折射率和消光系数。结果表明:随着沉积温度升高,Sc2O3薄膜结晶程度增强,晶粒尺寸增大,且较高的沉积温度有利于获得较高的折射率。最后用355 nm,8 ns的三倍频Nd:YAG激光器测试了其激光损伤阈值(LIDT),最大值为2.6 J/cm2,且阈值与薄膜的消光系数、表面粗糙度、光学损耗均呈现相反的变化趋势。用光学显微镜和扫描电子显微镜表征了该薄膜的破坏形貌,详细分析了薄膜在不同激光能量作用下破坏的发展过程,以及Sc2O3薄膜在355 nm紫外激光作用下LIDT与制备工艺的关系,重点分析了355 nm激光作用下薄膜的破坏机理。     

Laser Damage Mechanisms of Amorphous Ta2O5 Films at 1064, 532 and 355nm in One-on-One Regime

Ta2O5 films are deposited on fused silica substrates by conventional e-beam evaporation. Surface topography and chemical composition are examined by atomic force microscopy （AFM） and x-ray photoelectron spectroscopy （XPS）. The calculation of electron structures of Ta2O5 and Ta2O5-x is attempted using a first-principle pseudopotential method within the local density approximation. The laser-induced damage threshold （LIDT） is performed at 1064, 532 and 355 nm in 1-on-1 regime, respectively. The results show that the LIDT increases with the wavelength increasing, which is in agreement with the wavelength effect. However, the LIDT results are not consistent with the empirical equation （I（λ）=aλm）, which may be attributed to the intrinsic absorption of Ta2O5 at the wavelengths of 532 or/and 355 nm. Moreover, different damage morphologies are observed when the films are irradiated at different wavelengths. It is concluded that the laser damage at 1064 nm is the defect dominant mechanism and at 355 nm it is the intrinsic absorption dominant mechanism, whereas at 532 nm it is the combined defect and intrinsic absorption dominant mechanism.     

利用总积分散射仪研究不同清洗技术下的基片表面粗糙度

为了探讨不同清洗工艺对基片表面微观粗糙度的影响,利用总积分散射(TIS)仪分别对不同条件下超声清洗的K9玻璃基片,End-hall离子源清洗的K9玻璃基片和Kaufmann离子源清洗的熔石英基片的表面均方根(RMS)粗糙度进行了系统表征.结果表明,K9玻璃基片经不同条件下的超声波清洗后,由于清洗过程中表面受到损伤,其RMS粗糙度均有所增加;而对于End-hall离子源和Kaufmann离子源清洗的基片,其表面RMS粗糙度的变化受清洗过程中离子束流、清洗时间和离子束能量等实验参量的影响较为明显,选择合适的实验参量可以降低基片表面粗糙度.     

Influence of Different Substrates on Laser Induced Damage Thresholds at 1064nm of Ta2O5 Films

Ta2O5 films are prepared on Si, BK7, fused silica, antireflection （AR） and high reflector （HR） substrates by electron beam evaporation method, respectively. Both the optical property and laser induced damage thresholds （LIDTs） at 1064 nm of Ta2O5 films on different substrates are investigated before and after annealing at 673 K for 12 h. It is shown that annealing increases the refractive index and decreases the extinction index, and improves the O/Ta ratio of the Ta2O5 films from 2.42 to 2.50. Moreover, the results show that the LIDTs of the Ta2O5 films are mainly correlated with three parameters： substrate property, substoichiometry defect in the films and impurity defect at the interface between the substrate and the films. Details of the laser induced damage models in different cases are discussed.     

反射型导模共振滤波器设计

导模共振滤波器由于其高峰值反射率,低旁带反射,窄带以及带宽可控等优良特性引起了人们极大的关注,采用亚波长光栅的导模共振效应可以实现传统基于高低折射率介质的多层膜滤波器所无法实现的特殊功能,在弱调制模式下,其共振带宽可以被压缩到零点几纳米,但是由于介质表面和空气层的菲涅耳反射,使得偏离或者远离共振区时的反射率偏高,根据等效介质理论,亚波长光栅在远离共振区可以被看为均匀的薄膜,本文通过对导模共振光栅进行单层、双层以及三层抗反射设计,有效的降低了导模共振光栅的旁带反射率,从而在可见光波段获得了性能优良的共振滤波 关键词： 导模共振 平面波导 傅里叶模式理论 窄带滤波     

热舟蒸发LaF3薄膜的紫外性能研究

研究了沉积温度对热舟蒸发氟化镧薄膜结构和光学性能的影响,沉积温度从200℃上升到350℃,间隔为50℃.采用分光光度计测量了样品的透射率和反射率光谱曲线,并在此基础上进行了光学损耗、光学常数以及带隙和截止波长的计算.采用表面轮廓仪进行了表面形貌和表面粗糙度的标定,采用X射线衍射(XRD)方法测量了不同沉积温度下样品的微结构.发现在短波长波段,随着沉积温度的升高,光学损耗增加,晶粒尺寸增大,表面粗糙度略有增加.不过散射损耗在光学损耗中所占比例均很小,光学损耗的增加主要由吸收损耗引起.随着沉积温度的升高,折射 关键词： 光学薄膜 沉积温度 3')" href="#">LaF₃ 光学损耗     

Nd:YAG激光器光栅式扫描预处理的计算模拟与优化分析

 采用计算模拟的方法,研究了光栅式扫描预处理的扫描方式以及脉冲能量波动、定位误差对预处理效率的影响。研究发现,脉冲能量波动及其定位误差使预处理效率降低,同时其影响与扫描方式之间存在相互调制作用,因此可以通过选择合适的扫描方式以及扫描间隔来优化预处理流程,提高预处理效率。此外发现,光斑呈等边三角形排列时的预处理效率优于正方形。