用于增透的二氧化硅溶膠—凝膠薄膜改性技術(shù)研究.pdf

1、隨著激光慣性約束聚變(ICF)等高功率激光領(lǐng)域的發(fā)展，傳統(tǒng)方法制備的增透膜已無法滿足其要求。本論文圍繞光學(xué)薄膜在化學(xué)和物理方面的改性展開研究。
　　介紹了增透膜及亞波長(zhǎng)微結(jié)構(gòu)的相關(guān)理論。即:介紹了增透膜的增透原理，對(duì)薄膜厚度及折射率的確定給出了基本推導(dǎo)過程;亞波長(zhǎng)微結(jié)構(gòu)的理論研究部分，介紹了用于亞波長(zhǎng)微結(jié)構(gòu)理論分析的矢量衍射法和等效介質(zhì)法。
　　通過對(duì)正硅酸乙酯(TEOS)水解過程中反應(yīng)動(dòng)力學(xué)的研究，推到出溶膠制備過程中所需

2、的最佳反應(yīng)時(shí)間，即陳化過程中，當(dāng)TEOS轉(zhuǎn)化率達(dá)到90％時(shí)反應(yīng)所需時(shí)間。該研究為下一步通過物理和化學(xué)方法改性溶膠-凝膠薄膜奠定了基礎(chǔ)，節(jié)省了配制不同體系溶膠的時(shí)間。
　　化學(xué)改性方面，通過改變酸硅和堿硅的體積比，制備出了光學(xué)性能連續(xù)可調(diào)的薄膜。隨著酸性膠體添加量的增加，薄膜的透過率降低、折射率升高。當(dāng)酸硅與堿硅體積配比V（酸）/V（堿）為1/9時(shí)，薄膜的透過率和抗激光損傷閾值均為最優(yōu)，且具有較高的粘附性能、耐摩擦性能和環(huán)境穩(wěn)定性能

3、;同時(shí)通過在酸硅中加入一定比例的二甲基二乙氧基硅烷(DDS)作為造孔劑，制備出了新型單層微孔增透膜，有效增加了薄膜的孔隙率。在保證成膜性的情況下，當(dāng)DDS與TEOS的摩爾比為5/5時(shí)，薄膜硬度雖然有所下降，僅為2H，但膜層峰值透過率最高可達(dá)99.7％，且具備良好的抗摩擦性和粘附性能。加速腐蝕實(shí)驗(yàn)表明微孔二氧化硅增透膜的環(huán)境穩(wěn)定性是常規(guī)二氧化硅增透膜的10倍以上。
　　物理改性方面，采用微模塑法制備微米級(jí)的SiO2微結(jié)構(gòu)光柵。分別應(yīng)