光学薄膜激光诱导损伤机理研究

基于电子密度演化模型,借助数值方法,研究了飞秒激光作用下光学薄膜内的电子密度演化过程,讨论了初始电子密度Ni和激光脉冲宽度τ对光学薄膜激光损伤阈值Fth的影响,分析了激光诱导薄膜损伤过程中MPI和AI的性质和作用.研究结果表明,对应于一定的脉宽,存在一个临界初始电子密度,当Ni低于这一临界密度时,Fth不受Ni影响;当Ni高于临界密度时,Fth随Ni增加而降低.临界初始电子密度随着脉宽的减小而增加。对于FS和BBS介质薄膜,Fth随脉宽的增加而升高。初始电子密度Ni对BBS中的MPI和AI基本没有影响;同样Ni对FS中的AI基本不产生影响,但当Ni>1011 cm－3时,FS中MPI电子密度随Ni增加而降低.在所研究的脉宽范围τ∈［0.01,5］ps,AI是FS介质激光诱导损伤的主要机制.而对于BBS,当脉宽τ∈［0.03,5］ps,AI是激光诱导损伤的主要机制;当脉宽τ∈［0.01,0.03］ps,MPI在激光诱导损伤中占主导地位.     

电子束蒸发沉积ZAO薄膜正交试验

采用电子束真空蒸发沉积薄膜的方法(EBED)制备了ZnO:Al(ZAO)透明导电薄膜.用正交试验法设计试验,并分析了制备ZAO薄膜的主要影响因素(沉积厚度、沉积速率、基片温度)对薄膜性能(透射率、电阻率)的作用.试验结果表明:采用EBED法沉积制备ZAO薄膜时,沉积速率控制为1nm/s、沉积厚度为800nm、基片温度为2 50℃,镀膜系统工作稳定,沉积薄膜的性能较好.     

溶胶-凝胶法制备AZO薄膜工艺参数的优化

采用正交设计法,对溶胶-凝胶方法制备AZO薄膜的工艺参数进行了优化研究,确定了最佳工艺参数,为制备AZO薄膜的工业化控制提供了一种可行的方法.     

MathCAD在椭圆偏振仪测定薄膜光学常数中的应用

薄膜光学常数决定薄膜的光学性能。通过对椭圆偏振仪测试原理的分析,得到求解薄膜光学常数超越方程的数值算法简化公式,并利用MathCAD的“Solve Block”模块开发了基于Windows系统的椭圆偏振测量薄膜光学常数的计算程序,该程序可用于单层有吸收薄膜或无吸收薄膜折射率和厚度的计算。实际应用结果表明,该计算具有数值准确、精度高、运算速度快、适应性好,对系统无特殊要求等优点,可用于薄膜制备过程的在线检测。     

短脉冲激光诱导薄膜损伤的等离子体爆炸过程分析

短脉冲激光诱导薄膜材料损伤过程的研究通常止于薄膜材料发生喷溅.超热喷溅物质吸收剩余激光脉冲能量将形成剧烈的等离子体爆炸过程.采用两步数值计算方法处理等离子体微滴的爆炸过程,即在每一个数值计算时间步长内,将爆炸过程分为两步,第一步处理微滴的绝热膨胀及裂解过程;第二步处理微滴对激光脉冲能量的吸收过程.有效地将微滴吸收激光能量的物理学过程与爆炸动力学过程耦合到一起.分析了喷溅物质微滴在剩余激光脉冲作用下,其半径、膨胀（加）速度、裂解（加）速度、电子及离子的密度与温度等参量随时间变化的演化情况.结果表明：材料喷溅 关键词： 光学薄膜 激光损伤 等离子体 爆炸     

光学薄膜的误差、允差分析及生产过程中的计算机控制

指出实际生产出的薄膜的光学特性和理论计算得到的光学特性常常存在差别的原因．诸如理论模型假设时忽略一些因素引起的差别．薄膜久置引起的薄膜结构改变或吸潮、污染等．以及制造过程中造成的误差(光学监控系统引起的薄膜厚度和折射率的误差)。针对各种误差的来源提出了相应的改善方法。通过对光学监控系统引起的薄膜厚度和折射率的误差进行分析．提出膜系的允差分析．尽量减小由于监控设备引起的误差。最后介绍了实际生产过程中计算机的优化思路。     

AZO透明导电薄膜的制备技术、光电特性及应用

AZO透明导电薄膜是一种半导体氧化物薄膜材料,具有高的载流子浓度和较大的光学禁带宽度,因而具有优异的光电性能,极具应用价值.本文介绍了AZO透明导电薄膜的晶体结构和光电特性,综述了国内外对AZO薄膜所开展的研究工作,并简要地介绍了AZO薄膜的实际应用.     

玻璃基底上制备多孔氧化铝薄膜的研究

采用电子束蒸发和阳极氧化法,在B207光学玻璃基底上制备出了孔径大小可调、孔隙率可调的多孔氧化铝光学薄膜。用扫描电子显微镜(SEM)和分光光度计分别表征了薄膜的形貌和透射率。结果表明,电子束蒸发的铝膜表面质量比电抛光的铝箔表面质量差;与一次氧化法相比,二次氧化法可以显著提高膜的表面质量;与硫酸和草酸电解液相比,在磷酸电解液中制备的多孔氧化铝薄膜具有较大的孔径,更高的孔隙率;退火有利于多孔氧化铝薄膜透射率的提高。     

电子束蒸发沉积Ta2O5光学薄膜的研究

通过正交实验,以Ta2O5为初始膜料,采用离子源辅助电子束蒸发技术制备了Ta2O5光学薄膜。透射光谱显示,所制备的Ta2O5光学薄膜具有较高的透射率,极值点透射率约为93%,接近K9玻璃基片的透射率。极差分析表明,基片温度和离子源氧气流量是影响薄膜透射率的两个主要因素,而沉积速率的影响很小。分析了各制备参数对Ta2O5薄膜光学性能的影响,得到了采用离子源辅助电子束蒸发制备Ta2O5光学薄膜的最佳工艺参数。     

初始电子密度对光学薄膜激光损伤机制的影响

光学元件的激光损伤问题是激光器件向高功率密度方向发展中必须认识和克服的问题.基于Forkker-Planck方程,研究了激光与材料相互作用时的雪崩电离机制、多光子电离机制以及联合两种机制的情况.雪崩电离的产生需要一定密度的初始自由电子存在,该自由电子可以是材料中原本就存在的,也可能是光电离产生的.着重分析了材料中的初始自由电子对材料电离机制的影响.结果表明,雪崩过程在激光作用一段时间后会达到一个稳定的电离阶段(以自由电子平均能量不随时间变化为特征,且此时雪崩电离为材料电离的主导机制),该时间与光电离速率、材料中初始自由电子密度有关.材料中的初始自由电子可以在一定程度上掩盖光电离的作用效果.