可調(diào)諧薄膜濾波器中的非晶硅薄膜非均勻性研究.pdf

1、硅基F-P熱光可調(diào)諧濾波器具有成本低，容易集成的優(yōu)勢(shì)，在光學(xué)精密測(cè)量和波長(zhǎng)轉(zhuǎn)換領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，但做為濾波器介質(zhì)層的核心材料，a-Si:H薄膜在制備過(guò)程中，其折射率和表面形貌往往會(huì)表現(xiàn)出不同程度的非均勻性，這嚴(yán)重影響濾波器的調(diào)諧性能。本文將從理論上分析a-Si:H薄膜非均勻性如何影響F-P熱光可調(diào)諧濾波器的性能，同時(shí)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探尋鍍膜工藝與薄膜非均勻的關(guān)系。
　　首先，建立a-Si:H薄膜雙層等效折射率模型，理論計(jì)算a-Si:H

2、薄膜折射率非均勻性對(duì)初始調(diào)諧波長(zhǎng)為800 nm的熱光可調(diào)諧薄膜濾波器調(diào)諧性能的影響。發(fā)現(xiàn)非均勻薄膜可調(diào)諧濾波器與理想均勻腔濾波器調(diào)諧范圍相同，且都是線性調(diào)諧，但是薄膜非均勻性越差，濾波器初始調(diào)諧波長(zhǎng)偏離800 nm越嚴(yán)重。同時(shí)，薄膜非均勻性差異不大，F(xiàn)WHM值和理想值差別不大，個(gè)別調(diào)諧范圍甚至優(yōu)于均勻腔濾波器，隨著非均勻變差，F(xiàn)WHM值顯著上升，調(diào)諧性能變差。
　　其次，通過(guò)PECVD方法在非晶態(tài)二氧化硅玻璃襯底上制作不同工藝條件

3、下的a-Si:H薄膜，建立a-Si:H薄膜雙層等效折射率梯度模型，采用光譜橢偏儀準(zhǔn)確擬合計(jì)算出每一層的折射率。發(fā)現(xiàn)工藝條件對(duì)a-Si:H薄膜折射率非均勻性有重大影響，統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)反應(yīng)氣體硅烷流量越低，射頻放電功率越高，二氧化硅襯底溫度越高，反應(yīng)氣體壓強(qiáng)越高的情況下，a-Si:H薄膜上下兩層折射率差異會(huì)變小。
　　最后在K9玻璃上制備多組a-Si:H薄膜，借助光學(xué)金相反射顯微鏡，觀察并分析不同鍍膜工藝條件對(duì)a-Si:H薄膜表面形貌生長(zhǎng)的