紅外窗口用二氧化硅-氧化釔增透膜的優(yōu)化制備與評(píng)價(jià).pdf

1、藍(lán)寶石晶體具有優(yōu)良的物理性能和化學(xué)性能,是目前中紅外窗口較理想的材料。但是隨著紅外窗口向高馬赫或更高馬赫趨勢(shì)的發(fā)展，在高溫條件下，藍(lán)寶石的強(qiáng)度急劇下降，紅外透過率也滿足不了使用要求。為了提高藍(lán)寶石高溫強(qiáng)度和紅外透過率，在藍(lán)寶石表面制備增透保護(hù)復(fù)合膜系是一條最有效的途徑。SiO2薄膜具有優(yōu)良的物理和化學(xué)性能，且與藍(lán)寶石附著良好，適合用作提高藍(lán)寶石高溫強(qiáng)度的紅外增透保護(hù)膜。Y2O3薄膜折射率比SiO2的稍大，可與低折射率的SiO2薄膜結(jié)合用

2、作紅外增透保護(hù)膜系中，但目前國(guó)內(nèi)在這方面的研究還沒有出現(xiàn)。本文主要研究藍(lán)寶石襯底上增透保護(hù)膜系的設(shè)計(jì)，SiO2和Y2O3薄膜的制備工藝及其對(duì)薄膜結(jié)構(gòu)、性能的影響規(guī)律，以及SiO2/Y2O3復(fù)合增透薄膜的總體評(píng)價(jià)。
　　利用Essential Macleod光學(xué)模擬軟件在藍(lán)寶石襯底上設(shè)計(jì)了SiO2/Y2O3的增透保護(hù)膜系，并對(duì)所設(shè)計(jì)的膜系進(jìn)行了結(jié)構(gòu)敏感因子和結(jié)構(gòu)偏差因子分析。結(jié)果表明，藍(lán)寶石襯底鍍SiO2/Y2O3增透保護(hù)膜系，在3

3、~5μm波段的平均透過率大于99％，完全能夠滿足紅外窗口的設(shè)計(jì)和使用要求。
　　采用射頻磁控濺射的方法在藍(lán)寶石襯底上制備了SiO2和Y2O3薄膜，研究主要的工藝參數(shù)對(duì)薄膜沉積速率的影響，采用正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)軟件對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行分析，并且確定了薄膜最大沉積速率的工藝參數(shù)。
　　對(duì)所制備的SiO2薄膜和Y2O3薄膜進(jìn)行了X射線光電子譜(XPS)、X射線衍射(XRD)分析、表面粗糙度分析(AFM)、掃描電子顯微鏡分析(SEM)、橢偏儀分