ZrO2化學膜與物理膜損傷機理的對比研究.pdf

1、隨著激光技術(shù)的發(fā)展，各種新型激光器（如超強、超快激光）不斷涌現(xiàn)出來，對光學薄膜元件提出了更高要求。光學薄膜是高功率激光系統(tǒng)中的重要元件，也是所有元件中最薄弱的環(huán)節(jié)，激光對光學薄膜的破壞一直是限制激光向高功率、高能量方向發(fā)展的“瓶頸”之一。而近年來溶膠-凝膠工藝制備的ZrO2化學膜以其優(yōu)異的光學和抗激光損傷的性能引起了廣大科研工作者的關(guān)注。因此，不斷改進薄膜性能，提高薄膜的抗激光強度，發(fā)展新的薄膜技術(shù)，具有重要的科學意義和工程應用前景。<

2、br>　　本文分別采用溶膠-凝膠技術(shù)和電子束熱蒸發(fā)技術(shù)在 K9基片上鍍制了五組不同光學厚度的ZrO2化學膜和物理膜。測試了不同厚度的化學膜和物理膜的激光損傷閾值；分別采用透射式光熱透鏡技術(shù)、橢偏儀、原子力顯微鏡和相襯顯微鏡研究了兩類薄膜的損傷閾值、熱吸收、孔隙率、微觀表面形貌、雜質(zhì)和缺陷狀況。得到如下研究結(jié)果：
　　（1）ZrO2化學膜的強激光損傷閾值明顯高于相應的物理膜；但隨著ZrO2薄膜厚度的增加，物理膜和化學膜的損傷閾值都有

3、所下降。
　　（2）ZrO2物理膜比化學膜有更大的熱吸收系數(shù)；熱吸收系數(shù)隨膜層厚度的增加相應的增大。
　?。?）ZrO2化學膜比物理膜的折射率更低；由折射率和孔隙率的關(guān)系推算出了相應的孔隙率的大小，結(jié)果表明，兩種膜的孔隙率都隨膜層厚度的增加略有下降，且物理膜的孔隙率遠小于化學膜的孔隙率。
　?。?）分析了微觀結(jié)構(gòu)特點和膜層損傷閾值的關(guān)系：物理膜含有較多的雜質(zhì)和缺陷使得其熱吸收系數(shù)較高，所以具有較低的損傷閾值；而化學膜的