電子束蒸發(fā)制備抗激光損傷ZrO-,2--SiO-,2-膜系及表面特征研究.pdf

1、光學薄膜的抗激光損傷閾值對激光技術(shù)而言具有重大的意義。論文通過分析比較采用了β-偏硼酸鋇晶體（β-BaB<,2>O<,4>）晶體作為鍍膜基片，因為其具有非常高的光學非線性系數(shù)和抗激光損傷閾值。選用具有較高化學穩(wěn)定性和抗激光損傷閾值的ZrO<,2>和SiO<,2>作為高低折射率搭配的膜材。采用菲涅爾公式作為膜系設(shè)計的理論基礎(chǔ)，并借用Essential MacLeod軟件進行膜系設(shè)計，然后針對膜層駐波場的影響對膜系進行了優(yōu)化，得出了比較合理

2、的四層增透膜系。采用了電子束蒸發(fā)來制備薄膜，并采用了離子束輔助沉積技術(shù)和后期對薄膜進行真空退火處理。在薄膜制備過程中，使用IC／5晶振膜厚控制儀對薄膜的沉積進行實時監(jiān)控，提高了鍍膜精度。 采用了“1對1測試”的方法，使用YAG激光系統(tǒng)對薄膜的抗激光損傷閾值進行了測試，得出了不同基片加熱溫度和不同制備條件下薄膜的損傷幾率曲線，得出基片加熱溫度在600℃且經(jīng)過真空退火處理的薄膜比其他制備條件下的薄膜具有更高的抗激光損傷閾值，其在激光

3、能量密度65J／cm<'2>左右時損傷幾率達到100％。使用分光光度計測出薄膜在波長532nm和1064nm處反射率小于0.35％和透射率高于90％，這與膜系設(shè)計的理論值相符合。 通過對薄膜AFM、XRD和XPS圖像和曲線的研究分析，我們知道不采用離子束輔助沉積與后期的真空退火處理的薄膜組織結(jié)構(gòu)缺陷較大，所含雜質(zhì)較多，表面粗糙度和填隙密度低；采用了離子束輔助沉積的薄膜能提高薄膜填隙密度，使薄膜與基片的結(jié)合度更好，提高了ZrO<,