窄帶濾光片的制備及光學穩(wěn)定性分析.pdf

1、窄帶濾光片是一種應(yīng)用非常廣泛的薄膜元件。就目前為止，其主要應(yīng)用在：天文，等離子體檢測，空間探測，激光探測，化學分析，間接溫度測量，有害氣體分析，顏色測量，光纖通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。國內(nèi)外的很多學者和企業(yè)對窄帶濾光片都做了深入研究。 用光學薄膜理論設(shè)計介質(zhì)窄帶干涉濾光片，并模擬分析其在溫度和濕度改變下的光學穩(wěn)定性以及實驗鍍制是本論文研究的重點。 實驗部分在FJL560CI1真空鍍膜設(shè)備上進行。基片采用K9玻璃，靶材為金屬Ta靶和

2、單晶Si靶。采用射頻反應(yīng)磁控濺射方法制備單層SiO2、Ta2O5薄膜，在單層膜工藝的基礎(chǔ)上，鍍制7層和9層膜系的多層膜。用乙醇和超聲波清洗基片，濺射鍍膜時工作氣體為氬氣，反應(yīng)氣體O2，質(zhì)量流量計控制氣體流量。用橢圓偏振儀測量其折射率和膜厚。并用等速率法監(jiān)控膜厚。分析了工作氣壓，氧、氬比，基片加熱溫度對薄膜的透過率及折射率的影響，發(fā)現(xiàn)最合適的工作氣壓為0.4Pa，基片加熱溫度在300℃沉積得到的薄膜透過率最好；對于Ta2O5，氧氣、氬氣比

3、要大于80％才能得到高折射率的透明膜層，而對于SiO2薄膜，O/Ar在30％左右就能得到折射率為1.46的膜層。最后對所制備的樣品，模擬分析了其在受潮、溫度改變等環(huán)境影響下，不同膜系濾光片的中心波長的漂移。發(fā)現(xiàn)薄膜的致密性對濾光片的波漂有很大影響，應(yīng)該采用成膜質(zhì)量比較好的鍍膜方法，如反應(yīng)磁控濺射、離子束輔助沉積等方法制備光學薄膜；另外基板材料的線性膨脹系數(shù)對濾光片的溫度穩(wěn)定性也有很大影響，對設(shè)計的膜系應(yīng)選用相匹配的基板材料，使其中心波長