厚度对ZnS薄膜光学特性与力学特性的影响 被引量：1

1

作者 孟阳 陶海军 +3 位作者 刘华松 孙鹏 白金林 杨仕琪 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第3期211-218,共8页

ZnS是重要的宽光谱光学薄膜材料,在宽带红外增透膜膜系中常常需要使用几十纳米到几百纳米的ZnS薄膜。为了明确厚度对ZnS薄膜性能的影响,使用离子辅助电阻热蒸发法在熔融石英基底上镀制了不同厚度的ZnS薄膜,分析了不同厚度ZnS薄膜的光学... ZnS是重要的宽光谱光学薄膜材料,在宽带红外增透膜膜系中常常需要使用几十纳米到几百纳米的ZnS薄膜。为了明确厚度对ZnS薄膜性能的影响,使用离子辅助电阻热蒸发法在熔融石英基底上镀制了不同厚度的ZnS薄膜,分析了不同厚度ZnS薄膜的光学特性与力学特性。实验数据表明,随着ZnS薄膜厚度的增加,薄膜晶粒尺寸也随之增大;ZnS薄膜均呈现压应力,并且应力随厚度增加而减小;ZnS薄膜的折射率随着厚度增加而增大,当膜厚增加到50 nm以后,折射率接近于块状ZnS折射率,进一步增加薄膜厚度折射率趋于稳定值。通过研究,获得了ZnS薄膜膜层厚度对光学和力学特性的影响规律,可以用于指导高性能宽带红外光学多层膜的设计和制备。 展开更多

关键词 光学薄膜 薄膜性能 微观结构分析 硫化锌薄膜 光学特性 力学特性

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金属氧化物薄膜光学常数计算物理模型应用研究 被引量：3

2

作者 刘华松 姜承慧 +4 位作者 王利栓 刘丹丹 姜玉刚 孙鹏 季一勤 《光谱学与光谱分析》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2014年第5期1163-1167,共5页

采用离子束溅射(IBS)方法制备了HfO2和Ta2O5两种金属氧化物薄膜,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。在拟合过程中,采用L8(27)正交表设计了8组反演计算实验,在初始选定Cauchy模型后,对HfO2薄膜拟... 采用离子束溅射(IBS)方法制备了HfO2和Ta2O5两种金属氧化物薄膜,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。在拟合过程中,采用L8(27)正交表设计了8组反演计算实验,在初始选定Cauchy模型后,对HfO2薄膜拟合影响最大的为表面层模型,对Ta2O5薄膜拟合影响最大的为折射率梯度模型。确定了不同物理模型对拟合函数MSE的影响权重和拟合过程中模型选择的次序,按照确定的模型选择次序拟合,最后加入弱吸收模型反演计算两种薄膜的光学常数,反演计算的MSE相对初始MSE可下降79%和39%,表明拟合过程模型选择物理意义明确,具有广泛的应用价值。在500nm处,Ta2O5薄膜的折射率梯度大于HfO2薄膜,而HfO2薄膜消光系数大于Ta2O5薄膜。表明Hf金属与Ta金属相比容易氧化形成稳定的氧化物,HfO2薄膜的吸收要高于Ta2O5薄膜。 展开更多

关键词 HFO2 薄膜 TA2 O5 薄膜 光学常数 物理模型

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SiO_2薄膜光学常数物理模型（英文） 被引量：8

3

作者 刘华松 杨霄 +6 位作者 刘丹丹 王利栓 姜承慧 姜玉刚 季一勤 张锋 陈德应 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2017年第9期286-291,共6页

SiO_2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。在文中研究中,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。采用离子束溅射和电子束蒸发两种方法制备了SiO_2薄膜,在拟合过程中,基于L_8(2~2)正交... SiO_2薄膜是光学薄膜领域内常用的重要低折射率材料之一。在文中研究中,通过测量薄膜的椭偏参数,使用非线性最小二乘法反演计算获得薄膜的光学常数。采用离子束溅射和电子束蒸发两种方法制备了SiO_2薄膜,在拟合过程中,基于L_8(2~2)正交表设计了8组反演计算实验,以评价函数MSE为考核指标。实验结果表明:对IBS SiO_2薄膜拟合MSE函数影响最大的为界面层模型,对EB SiO_2薄膜拟合MSE函数影响最大的为Pore模型。同时确定了不同物理模型对拟合MSE函数的影响大小和反演计算过程模型选择的次序,按照确定的模型选择次序拟合,两种薄膜反演计算的MSE函数相对初始MSE可下降35%和38%,表明拟合过程模型选择合理物理意义明确。文中提供了一种判断薄膜物理模型中各因素对于薄膜光学常数分析作用大小的途径,对于薄膜光学常数分析具有指导意义。 展开更多

关键词 SIO2薄膜 光学常数 界面层 折射率梯度 孔隙 表面层

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退火处理对 MgAl_(2)O_(4)光学性能及残余应力影响研究

4

作者 张亚倩 姜玉刚 +3 位作者 荣景颂 张荣实 张彤 杨勇 《红外与激光工程》 北大核心 2025年第2期149-156,共8页

通过无压烧结结合热等静压处理制备了 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷,同时采用应力双折射光程差和微区拉曼光谱特征峰频移两种方法表征材料的残余应力,重点研究了退火温度对于 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷全波段光学透过率、残余应力的影响,并通过基... 通过无压烧结结合热等静压处理制备了 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷,同时采用应力双折射光程差和微区拉曼光谱特征峰频移两种方法表征材料的残余应力,重点研究了退火温度对于 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷全波段光学透过率、残余应力的影响,并通过基于Mie散射理论的离散偶极子计算、微观形貌表征以及晶格常数计算等方法对其影响机理进行分析和阐释。结果表明,当退火温度低于1 300℃时,透过率降低主要出现在450 nm以下,当退火温度高于1 300℃时,全波段透过率开始迅速下降,且短波波段透过率下降幅度明显高于红外波段。这主要是由于随着退火温度的升高,气孔发生膨胀、分裂增多后对不同波段电磁波散射所致。 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷内残余应力为压应力,且呈现出不均匀分布的特点,残余应力随退火温度的升高而逐渐降低,至最低点后继续升高退火温度,残余应力反而增加。晶格畸变是 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷产生残余应力的主要原因之一,当退火温度过高时,伴随着气孔膨胀和二次结晶,此时晶粒与晶粒,晶粒与气孔等界面的相互刚性挤压作用占主导。综合来看,当退火温度为1 200~1 250℃时,残余应力消除效果最好。 展开更多

关键词 MgAl_(2)O_(4)透明陶瓷 退火处理 光学性能 残余应力

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金刚石表面增透技术的研究进展

5

作者 刘朝平 孟彬 +7 位作者 袁其龙 王跃忠 宋惠 孙鹏 尚鹏 李赫 江南 西村一仁 《表面技术》 北大核心 2025年第9期1-17,共17页

金刚石因其卓越的力学、热学和光学性能,被认为是高功率激光器输出窗口和红外光学窗口等领域的理想材料,然而金刚石较高的表面反射损耗限制了其作为光学材料的应用范围。在金刚石表面镀制增透膜和构造减反射微结构是提高金刚石透过率的... 金刚石因其卓越的力学、热学和光学性能,被认为是高功率激光器输出窗口和红外光学窗口等领域的理想材料,然而金刚石较高的表面反射损耗限制了其作为光学材料的应用范围。在金刚石表面镀制增透膜和构造减反射微结构是提高金刚石透过率的2种有效方法。首先,介绍了2种金刚石增透方法的基本原理,金刚石表面增透膜方法可以通过调整膜的成分、厚度和结构等,使金刚石表面的反射光相互干涉抵消,达到减反射的效果;减反射微结构通过在金刚石表面形成亚波长微结构,无法分辨入射光,其结构层可等效为折射率渐变的薄膜,可减少折射率突变引起的反射,实现增透。然后,重点综述了近年来金刚石表面增透膜和减反射微结构等技术的研究进展,详细阐述了单层、双层、多层增透膜及减反射微结构对金刚石实际透过率的影响规律,分析了不同增透技术的影响因素,其中增透膜的材料和结构对增透效果的影响较大,微结构的增透效果主要取决于尺寸、周期和占空比。同时,总结了增透膜和微结构的各类制备技术特点,对比了2种增透技术的优缺点。最后,展望了金刚石表面增透膜和减反射微结构技术的应用前景和未来发展趋势。 展开更多

关键词 金刚石 光学窗口 增透膜 微结构 折射率 透过率

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真空热处理对硫化锌薄膜光学与微结构特性的影响 被引量：9

6

作者 刘华松 姜承慧 +4 位作者 李士达 杨霄 季一勤 张锋 陈德应 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期2038-2045,共8页

针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波... 针对电子束蒸发离子辅助沉积的硫化锌薄膜,研究了550℃以下真空热处理对其光学与微结构特性的影响。薄膜光学和微结构特性的测试分析表明:制备后薄膜为类立方结构的ZnS,在337.5nm波长处出现临界特性转折点,随着热处理温度的增加,转折波长两侧的消光系数变化规律相反,折射率和物理厚度呈现下降趋势,薄膜的禁带宽度逐渐增加;在红外波段的薄膜折射率与热处理温度的变化并不显著,在350℃下热处理时消光系数出现转折,主要是由晶粒变小的趋势所致;通过晶相分析,硫化锌薄膜经历了类立方结构到六方结构的转换,与禁带宽度的变化趋势基本一致。分析结果表明,光学特性变化的根本原因是薄膜的微结构特性变化。 展开更多

关键词 ZNS薄膜 折射率 消光系数 真空热处理 晶相结构

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卫星激光防护薄膜窗口的设计与制备技术研究 被引量：8

7

作者 姜玉刚 刘华松 +3 位作者 王利栓 陈丹 李士达 季一勤 《中国光学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第4期804-809,共6页

当前反卫星激光武器发展迅猛,迫切需要研究和发展卫星的激光防护技术,以增强卫星在空间的生存与防护能力。本文采用可见光-近红外透明和中波吸收的玻璃基底与线性激光防护薄膜相结合的设计方法,在玻璃基板一面设计分光膜,实现1.315μm... 当前反卫星激光武器发展迅猛,迫切需要研究和发展卫星的激光防护技术,以增强卫星在空间的生存与防护能力。本文采用可见光-近红外透明和中波吸收的玻璃基底与线性激光防护薄膜相结合的设计方法,在玻璃基板一面设计分光膜,实现1.315μm波长的反射和0.5~0.8μm、1.55μm波段的增透,在玻璃基板另一面设计双波段减反射膜,实现0.5~0.8μm和1.55μm波段的增透。采用离子束溅射沉积技术,实现了激光防护窗口薄膜的制备,在0.5~0.8μm的平均透过率大于96%,1.55μm的透过率大于98%,1.315μm的透过率小于0.1%,在2.7μm的透过率为30%,在3.8μm的透过率为1.1%。实验结果表明,该方法实现了可见光-近红外-中红外波段激光防护窗口的制备,对于卫星平台防护激光武器具有重要作用。 展开更多

关键词 激光武器 离子束溅射技术 防护薄膜 透过率 反射率

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弱吸收单面薄膜光学特性的表征方法 被引量：1

8

作者 刘华松 傅翾 +4 位作者 王利栓 姜玉刚 冷健 庄克文 季一勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2013年第8期2108-2114,共7页

光谱法是测量光学薄膜光学性能的重要方法之一,能够直接表征薄膜-基底系统的光学特性,如:反射率、透过率和吸收率。通过研究薄膜-基底系统的光传输特性,推导出在基底具有弱吸收的一般条件下薄膜-基底系统反射率、透射率和吸收率的表达式... 光谱法是测量光学薄膜光学性能的重要方法之一,能够直接表征薄膜-基底系统的光学特性,如:反射率、透过率和吸收率。通过研究薄膜-基底系统的光传输特性,推导出在基底具有弱吸收的一般条件下薄膜-基底系统反射率、透射率和吸收率的表达式,确定了通过测量单面和双面抛光基底及其薄膜特性间接获得薄膜单面光学特性的方法;在实验中使用Lambda-900分光光度计对熔融石英基底的HfO2薄膜进行了测试,并通过测量误差分析,薄膜的单面反射率误差为1.00%,单面透过率的误差为0.601%。研究结果表明文中方法可适用于各类薄膜单面特性的表征与评价。 展开更多

关键词 光学特性 单面反射率 单面透过率

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离子束溅射宽带吸收薄膜设计与制备技术研究

9

作者 姜玉刚 刘小利 +5 位作者 刘华松 刘丹丹 王利栓 陈丹 姜承慧 季一勤 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2019年第2期254-258,共5页

Si薄膜在可见光和近红外波段具有一定的吸收特性,可用于宽带吸收薄膜的制备。采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了不同沉积工艺参数的Si薄膜,基于透、反射光谱和椭偏光谱的全光谱数值拟合法,计算了Si薄膜的光学常数,并研究了氧... Si薄膜在可见光和近红外波段具有一定的吸收特性,可用于宽带吸收薄膜的制备。采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了不同沉积工艺参数的Si薄膜,基于透、反射光谱和椭偏光谱的全光谱数值拟合法,计算了Si薄膜的光学常数,并研究了氧气、氮气流量对其光学特性的影响。选择Si和Ta_2O_5作为高折射率材料、SiO_2作为低折射率,设计了吸收率为2%和10%的宽带(1 000～1 400 nm)吸收薄膜。采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了宽带吸收薄膜,对于A=2%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为2.12%、2.15%和2.22%;对于A=10%的宽带吸收光谱,在1 064、1 200、1 319 nm的吸收率分别为9.71%、8.35%和9.07%。研究结果对于吸收测量仪、光谱测试仪等仪器的定标具有重要的作用。 展开更多

关键词 离子束溅射技术 SI薄膜 吸收率 光学常数

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离子束溅射氧化钽薄膜光学特性的热处理效应 被引量：5

10

作者 王利栓 杨霄 +6 位作者 刘丹丹 姜承慧 刘华松 季一勤 张锋 樊荣伟 陈德应 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2018年第3期175-181,共7页

主要研究了离子束溅射制备的氧化钽薄膜在大气氛围下热处理对其光学特性的影响规律。实验中热处理温度范围的选择为150~550℃,间隔为200℃。研究中分别采用介电常数的CodyLorentz色散模型和振子模型对氧化钽薄膜的能带特性(1~4 eV)和红... 主要研究了离子束溅射制备的氧化钽薄膜在大气氛围下热处理对其光学特性的影响规律。实验中热处理温度范围的选择为150~550℃,间隔为200℃。研究中分别采用介电常数的CodyLorentz色散模型和振子模型对氧化钽薄膜的能带特性(1~4 eV)和红外波段(400~4 000 cm^(-1))的微结构振动特性进行了表征。研究结果表明,在150℃和350℃之间出现热处理温度转折点,即热处理温度高于此值时消光系数增加。Urbach能量的变化与消光系数趋势相同,而禁带宽度的变化与消光系数恰好相反。通过红外微结构振动特性分析,薄膜中仍存在亚氧化物的化学计量缺陷。 展开更多

关键词 Ta2O5薄膜 热处理 光学常数 禁带宽度 微结构振动

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超低面形宽带高反射薄膜设计及制备技术研究 被引量：6

11

作者 白金林 姜玉刚 +4 位作者 王利栓 李子杨 何家欢 刘华松 苏建忠 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2021年第2期120-125,共6页

光学薄膜元件的面形偏差会导致高精度激光系统中传输光束发生波前畸变,严重影响光学设备的性能。传统的面形偏差控制技术是采用双面镀膜,但需要反复抛光基片以获得高精度面形,这会大大增加研制成本,限制该方法的使用。文中基于离子束溅... 光学薄膜元件的面形偏差会导致高精度激光系统中传输光束发生波前畸变,严重影响光学设备的性能。传统的面形偏差控制技术是采用双面镀膜,但需要反复抛光基片以获得高精度面形,这会大大增加研制成本,限制该方法的使用。文中基于离子束溅射沉积技术,采用薄膜应力形变模型预测镀膜后面形变化情况,然后对待镀元件的镀膜面预加工出与变形方向相反的面形,来补偿镀膜后膜层应力造成的薄膜元件变形,最后在预加工好的基片上制备超低面形的宽带高反膜,实现了在550~750 nm的工作波长下反射率R≥99.5%,面形PV≤0.15λ@632.8 nm。此项技术是通过标定薄膜材料的力学参数,预测在相同工艺条件下任意多层膜的面形变化,实现在超宽光谱设计的同时引入力学同步设计,制备出满足光、力双重指标的高质量光学薄膜。 展开更多

关键词 薄膜元件面形 应力预补偿技术 宽谱段 光学加工

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低亚表面损伤石英光学基底的加工和检测技术 被引量：14

12

作者 马彬 沈正祥 +5 位作者 张众 贺鹏飞 季一勤 刘华松 刘丹丹 王占山 《强激光与粒子束》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第9期2181-2185,共5页

制备低亚表面损伤的超光滑光学基底,是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异,首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术,对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测,讨论了... 制备低亚表面损伤的超光滑光学基底,是获得高损伤阈值薄膜的前提条件。针对石英材料在不同加工工序中引入亚表面损伤层的差异,首先利用共焦显微成像结合光散射的层析扫描技术,对W10和W5牌号SiC磨料研磨后的亚表面缺陷进行了检测,讨论了缺陷尺寸与散射信号强度、磨料粒径与损伤层深度间的对应关系;同时,采用化学腐蚀处理技术对抛光后样品的亚表面形貌进行了刻蚀研究,分析了化学反应生成物和亚表面缺陷对刻蚀速率的影响、不同深度下亚表面缺陷的分布特征,以及均方根粗糙度与刻蚀深度间的联系。根据各道加工工艺的不同采用了相应的亚表面检测技术,由此来确定下一道加工工序,合理的去除深度,最终获得了极低亚表面损伤的超光滑光学基底。 展开更多

关键词 亚表面损伤层 共焦显微成像 光散射 化学腐蚀 刻蚀速率

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离子束溅射氧化钽薄膜的光学带隙特性 被引量：7

13

作者 刘华松 杨霄 +3 位作者 王利栓 姜玉刚 季一勤 陈德应 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第1期21-27,共7页

Ta_2O_5薄膜是可见光到近红外波段中重要的高折射率薄膜材料之一。本文针对离子束溅射制备Ta_2O_5薄膜的光学带隙特性开展了实验研究工作,基于Cody-Lorentz模型表征了薄膜的光学带隙特性,重点针对薄膜的禁带宽度和Urbach带尾宽度与制备... Ta_2O_5薄膜是可见光到近红外波段中重要的高折射率薄膜材料之一。本文针对离子束溅射制备Ta_2O_5薄膜的光学带隙特性开展了实验研究工作,基于Cody-Lorentz模型表征了薄膜的光学带隙特性,重点针对薄膜的禁带宽度和Urbach带尾宽度与制备参数之间的相关性进行研究。研究结果表明:在置信概率95%以上时,对Ta_2O_5薄膜禁带宽度影响的制备参数,权重大小依次为氧气流量、基板温度、离子束电压;而对Ta_2O_5薄膜Urbach带尾宽度影响的制备参数,权重大小依次为基板温度和氧气流量。对于Ta_2O_5薄膜在超低损耗激光薄膜和高损伤阈值激光薄膜领域内应用,本文的研究结果给出了同步提高薄膜的禁带宽度和降低带尾宽度的重要工艺参数选择方法。 展开更多

关键词 Ta2O5薄膜 禁带宽度 Urbach带尾宽度 制备参数 影响权重

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基于离子束溅射Ta_2O_5薄膜的紫外吸收膜技术 被引量：5

14

作者 姜玉刚 刘华松 +5 位作者 陈丹 王利栓 李士达 刘丹丹 姜承慧 季一勤 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期527-532,共6页

为获得高性能紫外激光薄膜元件,急需研制紫外高反射吸收薄膜,实现吸收损耗的精确测量。本文采用离子束溅射技术,通过调控氧气流量实现了具有不同吸收的Ta_2O_5薄膜的制备。以Ta_2O_5薄膜作为高折射率材料,设计了355nm的紫外高反射吸收... 为获得高性能紫外激光薄膜元件,急需研制紫外高反射吸收薄膜,实现吸收损耗的精确测量。本文采用离子束溅射技术,通过调控氧气流量实现了具有不同吸收的Ta_2O_5薄膜的制备。以Ta_2O_5薄膜作为高折射率材料,设计了355nm的紫外高反射吸收薄膜。采用离子束溅射沉积技术,在熔融石英基底上制备了355nm的吸收薄膜,对于A=5%的紫外吸收光谱,在355nm的透射率、反射率和吸收率分别为0.1%,95.0%和4.9%;对于A=12%的紫外吸收光谱,在355nm的透射率、反射率和吸收率分别为0.1%,87.4%和12.5%。实验结果表明,采用离子束溅射沉积技术,可以实现不同吸收率的355nm高反射吸收薄膜的制备,对于基于光热偏转测量技术的紫外光学薄膜弱吸收测量仪的定标具有重要的意义。 展开更多

关键词 离子束溅射技术 紫外吸收薄膜 吸收率 透射率 反射率

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离子束溅射法制备碳化锗薄膜的红外光学特性和力学特性（英文） 被引量：1

15

作者 孙鹏 胡明 +6 位作者 张锋 季一勤 刘华松 刘丹丹 冷健 杨明 李钰 《红外与毫米波学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2016年第2期133-138,共6页

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge_(1-x)C_x)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同... 采用离子束溅射法通过在CH4和Ar的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge_(1-x)C_x)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加. 展开更多

关键词 离子束溅射沉积 碳化锗 红外光学特性 机械特性

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HfO_2薄膜折射率非均质性生长特性研究 被引量：1

16

作者 鲍刚华 程鑫彬 +2 位作者 焦宏飞 刘华松 王占山 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第9期2761-2766,共6页

在加热的BK7基板上,采用电子束蒸发(EB)工艺制备了一系列不同厚度的Hf O2单层膜,对Hf O2薄膜生长过程中的折射率非均质性进行了研究。光谱分析表明薄膜非均质性与其厚度息息相关。X射线衍射(XRD)测试表明不同非均质性薄膜对应不同的微... 在加热的BK7基板上,采用电子束蒸发(EB)工艺制备了一系列不同厚度的Hf O2单层膜,对Hf O2薄膜生长过程中的折射率非均质性进行了研究。光谱分析表明薄膜非均质性与其厚度息息相关。X射线衍射(XRD)测试表明不同非均质性薄膜对应不同的微观结构;薄膜的微观结构主要由薄膜的生长机制决定。当膜厚较薄时,薄膜不易结晶,呈无定形态,此时薄膜呈正非均质性。如果沉积温度足够高,则薄膜达到一定厚度后开始结晶,此后薄膜折射率就会逐渐下降。随着薄膜继续生长,薄膜晶态结构保持恒定不再变化,非均质性也会因此保持不变达到极值。 展开更多

关键词 光学薄膜 电子束蒸发 HFO2薄膜 折射率非均质性

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双离子束溅射中红外SiO_2薄膜热稳定性研究（英文） 被引量：1

17

作者 尚鹏 季一勤 +4 位作者 赵道林 熊胜明 刘华松 李凌辉 田东 《光子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第8期102-108,共7页

通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO_2薄膜,分析了SiO_2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2μm和中红外3~5μm波段)在400℃~1 000℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400℃附近,Si... 通过双离子束溅射方法在蓝宝石、硅衬底上制备了单层SiO_2薄膜,分析了SiO_2薄膜残余应力、表面形貌、微观结构以及光学性能(可见-近红外0.4~1.2μm和中红外3~5μm波段)在400℃~1 000℃温度范围内的演化规律.研究结果表明:在400℃附近,SiO_2薄膜残余应力存在局部极小值;SiO_2薄膜光学性能的演化与膜层表面质量、内部残余应力及微观结构变化密切相关;经1 000℃高温处理后,蓝宝石窗口表面SiO_2薄膜红外透射性能仍能保持很好的稳定性,且膜层表面没有出现显著的气泡、开裂等损伤形貌.该研究结果可为恶劣环境下光学窗口头罩表面薄膜系统的设计提供指导. 展开更多

关键词 薄膜 红外窗口 离子溅射 热稳定性

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SiO_2薄膜TO与LO振动模式的数值研究

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作者 刘华松 罗征 +5 位作者 刘幕霄 姜玉刚 王利栓 季一勤 张锋 陈德应 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期3746-3750,共5页

对Si-SiO2基底薄膜系统进行数值实验,将SiO2薄膜的能损函数与透过率光谱和反射椭圆偏振光谱进行对比,讨论了在红外透过率光谱和反射椭偏光谱中激发的SiO2薄膜TO和LO振动模式。在正入射的红外透过率光谱中,仅能发现SiO2薄膜的TO振动模式... 对Si-SiO2基底薄膜系统进行数值实验,将SiO2薄膜的能损函数与透过率光谱和反射椭圆偏振光谱进行对比,讨论了在红外透过率光谱和反射椭偏光谱中激发的SiO2薄膜TO和LO振动模式。在正入射的红外透过率光谱中,仅能发现SiO2薄膜的TO振动模式;在倾斜入射的s偏振透过率光谱中没有激发的LO模式;在倾斜入射的p偏振透过率光谱中,当入射角小于60°时,三个TO振动模式全部被激发;当入射角大于60°时,三个LO振动模式都被激发,而TO模式仅能激发两个。在反射椭偏光谱中,TO模式未被激发,仅能激发LO模式。在透过率光谱和反射椭偏谱中,振动频率分别具有向高波数和低波数方向频移的现象。 展开更多

关键词 SIO2薄膜 TO模式 LO模式 透过率光谱 反射椭偏谱

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基于不同晶粒尺寸的PVDZnSe红外光学材料制备工艺研究

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作者 张高峰 张荣实 +5 位作者 刘孟寅 廉伟艳 甘硕文 李特 张彤 高原 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2022年第7期386-392,共7页

ZnSe以其优异的光学性能与机械性能,一直是光学零件的首选材料之一。光学窗口、光学透镜等光学零件的制作成本很大程度上取决于光学材料的可加工性,加工成本占制作总成本的50%以上。从微观结构上来看,光学晶体材料的可加工性又与晶粒尺... ZnSe以其优异的光学性能与机械性能,一直是光学零件的首选材料之一。光学窗口、光学透镜等光学零件的制作成本很大程度上取决于光学材料的可加工性,加工成本占制作总成本的50%以上。从微观结构上来看,光学晶体材料的可加工性又与晶粒尺寸相关。文中采用物理气相沉积(PVD)法制备了PVDZnSe红外光学材料,并从沉积温度与原料性能两个方面研究了PVDZnSe制备工艺对其晶粒尺寸和可加工性的影响。研究表明:在920、960、1000℃三个温度条件下,随着沉积温度升高,PVDZnSe材料晶粒呈现增加的趋势,其尺寸范围分别为20~180μm、300~2000μm和1200~2800μm。在相同工艺参数条件下,选用粒径分别为2~10μm、10~20μm和300~2000μm的三种ZnSe原料制备PVDZnSe。随着原料ZnSe晶粒尺寸的增加,所得PVDZnSe的晶粒尺寸显著增大。结果表明,随着晶粒尺寸增加,脆性指数也相应增加,即PVDZnSe可加工性能在逐渐变差。研究还发现,在一定的晶粒尺寸范围内,材料的透过率差别不大,在2~14μm波长范围内,PVDZnSe材料的平均透过率均能达到70%以上。该研究为PVDZnSe材料在光学零件领域的应用提供了实践经验和有力的技术支撑。 展开更多

关键词 PVDZnSe 晶粒尺寸 沉积温度 原料

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多层膜光学元件对光束线宽响应特性的研究 被引量：1

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作者 杨仕琪 曹袁睿 +3 位作者 杨霄 白金林 孟阳 刘华松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2023年第12期255-263,共9页

多层膜光学元件的设计是基于理想的单色光进行的,然而光源发出的光束均存在光谱线宽,在非单色光条件下工作,元件的光学特性会偏离理论值。为了分析光束线宽对多层膜光学元件的光学特性影响,首先,基于薄膜辐射特性的部分相干理论,提出了... 多层膜光学元件的设计是基于理想的单色光进行的,然而光源发出的光束均存在光谱线宽,在非单色光条件下工作,元件的光学特性会偏离理论值。为了分析光束线宽对多层膜光学元件的光学特性影响,首先,基于薄膜辐射特性的部分相干理论,提出了准单色光束入射条件下多层膜光学特性计算方法;其次,通过数值模拟实验研究了光束线宽对窄带滤光片光学特性的影响。研究结果表明:随着线宽增大,滤光片透射通带的矩形度逐渐降低,半高全宽先降低后增大,其在滤光片的理论半高全宽附近取得最小值;光谱线型主要改变透射通带的透射率,对于透射谱线的矩形度以及半高全宽影响较小;为了保证窄带滤光片的通带形状,入射光束的线宽应当小于滤光片透射谱线的理论半高全宽的一半,光谱线型应当趋近于矩形线型函数。 展开更多

关键词 窄带滤光片 功率谱密度函数 光谱线型 光学特性计算 数值模拟

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