一、离子束溅射淀积光学薄膜的膜厚均匀性实验（论文文献综述）
王凯旋[1]（2021）在《近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究》文中指出随着激光雷达、自由空间光通信和激光测距测绘等技术的发展,新一代气象、海洋和环境观察卫星和激光高度计等空间光学仪器经常需要用到亚纳米带宽的光学滤波器件,来实现光谱的获取和背景光的抑制。相对于其他亚纳米带宽光学滤波技术,薄膜干涉滤光片具有体积小、结构紧凑、稳定性好、光学效率高等优点,因而更适用于空间探索等活动。本文对近红外1.064μm波长的0.2 nm带宽滤光片进行了设计和制备,对其光谱稳定性进行了分析和研究。研制出的超窄带薄膜干涉滤光片的透过率达到70%,通带宽度小于0.2 nm,光谱性能稳定。1.064μm是常用的激光波长,也可以用Si基CMOS探测器进行激光通信和遥感,有非常好的应用前景。本研究工作中,首先分析对比了常见的几种亚纳米带宽滤光片的设计方法,包括自动优化设计方法、类比微波滤波器的方法、类比LC电路滤波器的方法和迭代Chebyshev方法。它们各自存在一些优缺点,很难简单适用于本文的亚纳米带宽滤光片的设计。本文用Matlab程序编制了一种适用于亚纳米带宽滤光片的优选设计方法,通过该方法计算得到一系列符合要求的膜系设计,并对这些膜系的光谱特性依据评价函数进行了评估。按照实际需求和工艺技术条件,得到了中心波长为1.064μm,带宽为0.2 nm的最优膜系方案。对相关的薄膜制备技术进行了分析,选用双离子束溅射沉积（DIBS）技术作为滤光片的制备方法。采用Ta2O5作为高折射率膜层,Si O2作为低折射率膜层,熔融石英作为基片,对优选膜系的滤光片进行了制备。用包络法计算得到了Ta2O5和Si O2薄膜的光学常数。结合一种均匀性修正膜系,同时计算、设计和制作出了兼顾高低折射率两种靶材的均匀性修正板,利用一块修正板有效改善了两种沉积膜层的均匀性。探索了光学直接监控与时间监控相结合的方法,突破了两种监控方法各自的技术局限,实现了对整个膜系的高精度完整控制,研制出了近红外波段的亚纳米带宽滤光片,其半功率带宽只有0.19 nm,峰值透过率达到70%。构建了亚纳米带宽滤光片的光谱测量系统。把滤光片的测量结果与设计光谱进行了对比,分析了制备过程中的误差来源,讨论了光学直接监控产生误差的机理。误差来源主要体现在光学常数误差和厚度误差两方面,光学常数的误差主要是由沉积工艺导致的,DIBS的沉积工艺稳定,该项误差很小;膜层厚度误差的来源较多,除沉积工艺的影响之外,主要因为监控过程引入的误差。分析了监控过程引入误差对滤光片光谱性能的影响,0.01%的厚度随机误差就会对滤光片的光谱性能产生很大的影响,而不大于0.001%的膜层厚度随机误差才能使滤光片光谱性能的变化在可接受的范围内。最后分析了滤光膜系中高低折射率膜层光学厚度误差的影响,和间隔层、反射层及耦合层的光学厚度误差分别带来的影响。对滤光片的光谱稳定性进行了研究。对滤光片在湿度环境下的表现进行了研究,通过薄膜吸潮前后的光谱漂移计算出了膜层的聚集密度;对滤光片透射光谱的温度稳定性进行了研究,由于滤光片平均聚集密度很高,发现光谱的温度漂移主要与膜层的折射率温度系数、膜层和基片的线膨胀系数有关。在不同温度下对滤光片的透射光谱进行了测量,得到了光谱的温度漂移系数。对滤光片进行了退火处理并研究了退火温度对滤光片表面形貌和光谱特性的影响,发现300℃以内的退火未对表面形貌产生明显影响,但会使光谱曲线向长波方向漂移。考察了质子辐照对滤光片透射光谱的影响,在经受能量70 Ke V、通量2×1015个/（88）2、时长30分钟的质子辐照试验后,透射光谱保持稳定。
魏博洋[2]（2021）在《聚碳酸酯高强度超低减反射膜的研究》文中认为随着5G时代的到来,人们对于VR（虚拟现实）/AR（增强现实）成像技术的要求不断提高,最直接的挑战是光学性能和尺寸重量的平衡,要求投影到人眼的现实环境和虚拟图像都需要清晰无畸变。目前,AR系统中的鬼影会让使用者产生视觉疲劳,该图像会通过AR/VR设备传入到人眼,影响成像质量,为此,VR/AR系统多采用大曲率聚碳酸酯（PC）进行设计,可以更好的消除垂轴像差和宽光束像差从而减少尺寸和重量,通过在VR/AR镜片的两个曲面分别镀制硬质减反射膜和超低反射膜,不仅能够降低杂散光对成像质量的影响,而且还能保护光学元件表面。本文针对可见光波段超低减反射膜和硬质减反射膜进行研制,通过分析塑料基板的化学性质、光学性质以及物理性质选用聚碳酸酯为基底,选择TiO2和SiO2分别作为高低折射率材料,根据薄膜设计理论,使用Macleod软件完成超低减反射薄膜的设计,采用Si3N4和SiO2作为薄膜材料,完成了硬质减反射膜的设计,通过分析薄膜厚度灵敏度因子,降低了薄膜制备的难度。分别采用热蒸发电子束镀膜机制备了超低减反射膜,使用磁控溅射镀膜机进行硬质减反射膜的制备,解决了薄膜材料与基板结合的附着力以及膜层的应力。在使用电子枪蒸发制备超低减反射膜过程中,分析影响薄膜材料光学常数的因素,通过MFC（流量计）控制真空度调节充氧量,解决了材料吸收的问题,从而获得了低吸收的高低折射率材料。由于基板为塑料,受热膨胀系数与折射温度系数的影响,与薄膜材料结合牢固度低,易出现脱膜。采用真空退火法降低了由于镀膜过程中基板温度升高导致的热拉应力,并使用矩阵实验室（Matrix Laboratory,MATLAB）软件拟合TiO2和SiO2两种材料的应力,并通过研究射频离子源的沉积工艺,使用凹字形射频离子源沉积工艺,解决膜层因应力过大而导致膜裂的问题。通过矩阵实验室（Matrix Laboratory,MATLAB）软件模拟调节比例-积分-微分控制器（Proportion Integration Differentiation,PID）控制参数,稳定了成膜速率,解决了厚度误差导致光谱飘移的问题。对于磁控溅射制备硬质减反射膜过程中,为了提高薄膜的附着力,使用等离子体轰击基板表面,增加聚碳酸酯基板碳氧键的极性,提高氮化硅的Si-O键结合,从而提高薄膜的附着力。为了降低镀膜过程中温度升高导致的热拉应力,使用辅助阳极降低薄膜的热应力,而磁控溅射技术薄膜的聚集密度较高,因此,薄膜压应力较大,为此,通过改变薄膜沉积的入射角度,降低薄膜的应力。通过分析氮气和氧气的流量对薄膜硬度的影响,最终确定了氮气和氧气的化学计量数提高了膜层的维氏硬度。头戴设备VR/AR为曲面设计,会造成薄膜厚度的不均匀,从而导致光谱偏移生异色,降低光学系统的成像质量,本文分别分析了影响电子束蒸发和磁控溅射薄膜厚度均匀性的因素,对于电子束蒸发,通过在dome（公转机构）公转的基础上,增加自转机构,通过调整公自转比来调整膜厚均匀性,最终凹面上薄膜厚度的均匀性为±0.13%;对于磁控溅射,借助Langmuir探针分析了等离子体密度,并采用梯度式充气方式调整薄膜厚度纵向均匀性。通过靶材加载正弦波电压,使用Matlab软件确定正弦电压波电压振幅及相位参数,调整横向均匀性。最终制备的单层膜Si3N4横向均匀性上中下分别为1.27%、0.62%、1.33%,纵向均匀性0.33%。SiO2横向均匀性上中下分别为1.12%、0.42%、1.23%,纵向均匀性0.25%。经过测试,电子束蒸发制备的减反射膜凹面在430～700nm绝对反射率小于0.15%;磁控溅射制备的硬质减反射膜凸面在430～700nm平均反射率小于0.5%,维氏硬度为24.12GPa。最终基板中心点,430～700nm双面平均透过率99.58%,光谱偏移量为0.23%,实现了提高成像质量的效果,并经过环境测试,薄膜性能稳定满足使用要求。
肇伟懿[3]（2021）在《电子束蒸发制备光学薄膜》文中研究表明光学薄膜的应用无处不在,从日常生活到国家军备,几乎都有光学薄膜的身影,它充斥着我们生活的方方面面,并使我们的生活更加丰富多彩,其中减反膜作为光学薄膜里应用范围最广,使用率最高的光学薄膜,其发挥的重要作用不可估量。随着全球人口的逐年增加,人类社会对能源的需求也在持续不断增长,一味依靠不可再生能源非长久之计,人类社会对太阳能转换为电能这一可再生能量转换途径的需求日益增长,而减反膜在太阳能电池的使用中发挥着不可或缺的作用。想要提高太阳能利用率,就要提高太阳能电池的光电转换效率,而在太阳能电池表面镀上减反膜,就可以增加太阳能电池的更多透射光,减少反射率光,从而达到提高光电转换效率的效果。同时在太阳能电池表面构造凹凸结构,使光线多次折返,增加光程,使表面的光线的利用效率增大,也是提高太阳能电池光电转换效率的重要途径之一。本文研究了强磁场下多晶硅表面制绒,并通过电子束蒸发法制备减反膜来减少多晶硅片表面反射率,主要有以下内容构成:（1）通过Essential Macleod仿真模拟和自动优化得到了单层、双层、三层、四层、六层的反射率曲线图,根据单纯形法局部优化得到了四层和六层膜系的厚度,模拟结果显示其中四层膜和六层膜的减反效果最显着,在可见光波长范围内平均反射率均在2%～3%。（2）在非磁场和1T、2T、3T、4T磁场作用下,将硅片置于温度为80℃,浓度为10%的Na OH溶液中腐蚀10分钟,实验结果表明随着磁场强度的增强,多晶硅片腐蚀程度增强,多晶硅表面绒面结构变得更加细腻,硅片反射率降低,在4T磁感应强度时反射率降低到15%;（3）采用ZSS-800箱式真空镀膜机在腐蚀后的硅片上镀制不同膜系的薄膜,验证薄膜理论设计结果以及软件仿真结果的正确性。结果表明,所有膜系中,六层薄膜的实际减反效果最显着,在可见光范围内,平均反射率在3.92%,满足设计要求。由表面形貌图可知随着膜层的增加,硅片表面织构越来越不明显,膜层覆盖更加均匀。
田晓习[4]（2020）在《光学薄膜技术中的基片与薄膜热力学匹配问题研究》文中研究说明从制备到应用,温度变化贯穿薄膜的整个生命周期,薄膜与基底热力学性能不匹配容易在温度变化过程中导致薄膜失效。特别是在特定高温环境和低温环境下的薄膜应用,如飞行中导弹头罩窗口、飞机窗口需耐受600～1000℃的高温;外空间红外探测光学元件需在-200℃的环境下工作。因此,薄膜与基底的热力学匹配对于薄膜的生产制备以及应用都至关重要。本文的工作目的是研究光学薄膜与基底热力学匹配的机理与方法。从材料的热力学性能、热应力的分布规律、沉积方法的改进三个方面研究了薄膜与基片的热力学匹配。通过热膨胀系数的测量、热应力分布规律的仿真,研究了材料性能对系统匹配的影响,并在此基础上提出了基本的匹配思路。主要工作和结论包括:介绍了薄膜与基底热力学匹配的影响因素,总结了薄膜热力学参数测量的主要方法,探讨了薄膜机械性能匹配的研究思路,并讨论了薄膜应力、附着力和薄膜失效机制之间的关系。为分析多层膜在不同基片上的应力匹配提供理论依据。通过理论分析应力、附着力及断裂能的影响因素,归纳出薄膜与基片的热力学匹配建议。研究可见至近红外常用的高低折射率薄膜材料Ta2O5和Si O2沉积在热膨胀系数差异较大的单晶Si、Zn Se、Ca F2、熔石英玻璃四种基片上的热应力分布和应力集中,分析相同膜系与不同基底匹配的结果。通过MATLAB理论分析和有限元建模两种方法,分析多层膜在四种基片上的热应力分布。通过分析力矩,讨论Ⅰ型、Ⅱ型裂纹的产生。并讨论了膜层杨氏模量、厚度的变化对薄膜失效的影响。设计建造了基于光谱椭偏仪测量光学薄膜热膨胀系数的实验平台,通过测量加热后的椭偏参数的变化,拟合计算出光学薄膜材料的热膨胀系数。并使用该方法测量了Al2O3、Ti O2、Ta2O5、Si O2、Yb F3、Zn S六种光学薄膜材料单层样品的热膨胀系数。测量结果表明,薄膜热膨胀系数普遍大于块体材料,且薄膜的热膨胀系数随辅助离子源电压的增大而减小。同时导出了薄膜材料的折射率温度系数,并讨论了单层膜的失效对应的应力状态。统计了可见、红外波段热膨胀系数差异较大的几种薄膜的附着力及应力特性,提出了薄膜与基片间的热力学匹配方案。薄膜是否失效是薄膜本身机械性能、膜系的应力积累、薄膜与基底之间的热应力、附着力匹配以及薄膜与基底之间的相对刚度等多因素共同作用的结果。具体分析讨论了Ti O2/Al2O3红外滤光片、Ta2O5/Si O2可见增透膜、Ti O2/Al2O3三波段物镜减反膜的热力学匹配。讨论了在Ga F2、FK51、Zn Se、Ba F2等热膨胀系数较大的基底材料的薄膜匹配。最后,针对红外滤光片光谱透过率在2.76～3.04μm下降显着的问题,综合使用了材料选择、沉积方法改进、不同膜系搭配等方法来讨论该波段带通滤光片的应力匹配及透过率提高。对比了Ti O2/Al2O3、Zn Se/Yb F3、Ge/Al2O3三种材料组合与单晶硅Si基底的匹配,并提出了混合沉积方法。在保证薄膜机械性能的同时,制备了平均透光率为92.2%的红外滤波器。它打破了对红外带通滤波器透过率的力学性能限制,2.76～3.04μm内的光谱透过率提高了12.2%。将该波段透过率由的80%提高至92.2%。
赵迪[5]（2020）在《高能粒子辐射测量系统光谱分光元件的研究》文中认为随着航空航天事业的不断发展,研究者们逐渐开始关注空间高能粒子的相关特性,各种高能粒子探测器不断被研发出来,实现对高能粒子不同特性的测量。本课题所研究的高能粒子辐射测量系统依据切伦科夫辐射效应原理,应用紫外探测技术,实现对高能粒子的测量。光谱分光元件是高能粒子辐射测量系统中关键的元件,它会影响系统探测的准确度。为了满足高能粒子辐射测量系统的使用需求,本课题研究了一种光谱分光元件,该元件的前表面镀制了紫外滤光膜,该滤光膜使切伦科夫紫外光波段高反射,系统中其余波段的光减反射;对于系统来说前表面透射的光属于杂散光,会影响系统的测量精度,故在该元件的后表面镀制了吸收膜,以减少杂散光对系统的影响,提高信噪比。通过对比实验,选取Hf O2作为高折射率材料。采用全光谱拟合法确定了介质材料的光学常数,椭圆偏振法计算了Cr的光学常数。基于光学薄膜的设计及优化理论,在JGS1基底上完成了滤光膜和吸收膜的膜系设计。通过实验确定了薄膜制备的工艺参数。通过对滤光膜实验结果的测试分析,找到与理论设计产生偏差的原因,进一步优化薄膜的制备工艺。最终制备的滤光膜在200～270nm波段平均反射率为75.9%,在290～780nm波段平均反射率为1.42%,吸收膜在290～780nm波段平均吸收率为96.6%,满足系统的使用需求。
张璞[6]（2020）在《溶胶-凝胶氧化物薄膜的制备及其激光损伤研究》文中进行了进一步梳理在现代社会中,激光系统广泛应用于科学研究和工业生产的方方面面。光学薄膜是在激光系统中一类常见而又非常重要的元部件,但是其一大缺点是容易被激光损伤,所以这就限制了激光系统的发展。研究如何制备光学薄膜,并提高它们的抗激光损伤能力就显得十分有意义。相比较物理法制备的薄膜,溶胶-凝胶薄膜具备激光损伤阈值高、无亚化学计量缺陷、工艺简单、成本低、适应各种形状基底等优点。本论文通过制备四种不同的溶胶-凝胶光学薄膜,研究了添加剂、退火温度、掺杂过程和原位高温对薄膜性能的影响,并分析其损伤机理,探索进一步提高激光损伤阈值的方法。首先,以TaCl5作为前驱体,使用了两种不同双添加剂组合的配方合成Ta2O5溶胶,即:二乙醇胺（DEA）+乙酰丙酮（ACAC）、二乙醇胺（DEA）+聚乙二醇（PEG）,并用提拉法镀制Ta2O5薄膜。对比讨论了不同双添加剂组合、相异的退火温度（25℃、150℃）对于薄膜性能有何影响。之后在原位温度25℃和150℃下测试上述两种薄膜的激光损伤阈值（Laser-induced Damage Threshold,LIDT）。最终得出DEA+PEG添加剂组合的Ta2O5薄膜LIDT最高,达到29.1 J/cm2（25℃）。其次,以酸性、碱性两种配方制备溶胶-凝胶SiO2薄膜。为了研究不同的退火温度与SiO2薄膜各项性能之间的关系,分别将薄膜在100℃和200℃两种温度条件下退火1 h。发现碱性SiO2薄膜无论何种温度,LIDT均比酸性SiO2薄膜要高。经过更高温度退火后,两种薄膜的LIDT均有所下降,而碱性SiO2薄膜下降幅度更小。再次,以ACAC作为添加剂,制备TiO2、Al2O3、Ta2O5三种溶胶。将TiO2溶胶以元素摩尔比Ti:Al:Ta=7:3:3,分别与Al2O3溶胶、Ta2O5溶胶混合,制备出两种TiO2掺杂薄膜,并对它们进行表征对比。通过实验结果发现,掺杂Al2O3与Ta2O5能有效提升溶胶-凝胶TiO2薄膜的LIDT。最后,以Hf的无机盐HfCl4代替传统的有机醇盐,采用HNO3作为添加剂,研究了如何制备HfO2溶胶-凝胶薄膜。对HfO2薄膜进行表征,分析讨论其各项性能,为进一步制备更高LIDT的HfO2薄膜打下基础。本论文有图35幅,表7个,参考文献123篇。
张功[7]（2020）在《短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究》文中研究表明随着科学技术的飞速发展,红外探测技术逐渐从单波段发展至多波段相融合。短中波红外探测系统将短波红外及中波红外探测技术相结合,使其在微光夜视、识别伪装、穿透雨雾等方面具有独特的优势,成为了红外探测技术的研究热点。短中波红外探测系统中的光学元件折射率较高,光能量入射到元件表面时会有很大的能量损失,致使进入系统的能量减弱,降低了探测系统的精度及响应速度。因此,需要在光学元件表面沉积光学薄膜,提高光学元件的透过率,降低能量损失,提高探测系统性能。短中波红外探测系统在室外工作时会面对雨淋、砂尘等复杂天气条件,特别是在侦查、追踪、空空导弹拦截等军事用途时,将面临高低温、湿热、霉菌等极端环境条件的挑战。故而,短中波红外探测系统的光学薄膜在具有高透过率的光学性能的同时,还需要具备耐高低温、耐霉菌、耐盐雾等良好的耐环境适应性。研究高透过率、耐环境适应性好的短中波红外探测系统光学薄膜对推动短中波红外探测系统的发展具有重要意义。本论文在Si基片表面,研制了1.5～5μm波段T≥96%的短中波红外探测系统光学薄膜,其以SixGe1-x、SiO、MgF2三种材料组合研制增透膜,全氢聚硅氮烷固化SiO2研制保护膜。该薄膜具有高透过率、耐摩擦、抗腐蚀等性能,具体的研究内容如下:依据Willey公式,选取增透膜材料。根据公式的计算结果,分别选择SiO、MgF2作为中、低折射率材料;而常用高折射率材料不满足计算要求,需要研制SixGe1-x混合薄膜作为高折射率材料。根据高折射率材料的透明区及折射率的要求,采用气相混合蒸发技术,并以Ar:H2离子束流弥补悬挂键,降低非晶缺陷引起的光谱吸收,研制高折射率SixGe1-x混合薄膜;并根据OJL模型及KKR变换关系,准确拟合SixGe1-x薄膜的光学常数。针对MgF2薄膜易吸潮问题,研究了低吸水MgF2薄膜制备技术。以O2为离子源反应气体,在提高聚集密度的同时填补阴离子空位,降低了MgF2薄膜对水汽的吸附。针对薄膜耐环境性能及光谱性能的要求,开展了低吸收高透过率保护膜的研究。采用全氢聚硅氮烷以旋涂固化法制备保护膜,填补膜层孔隙,阻隔水汽,提高膜层耐环境性能。研究了全氢聚硅氮烷液态膜均匀旋涂技术及低温等离子体固化技术,制备了满足指标需求的SiO2保护膜。采用上述薄膜材料,开展膜系结构设计的研究。基于线性规划模型及对称膜系的等效层理论,设计了宽波段高透过率薄膜初始膜系结构。采用遗传算法对膜系结构进行优化,并对其膜厚敏感度进行分析。为降低膜系结构的膜厚敏感度,构建了同时具有光谱优化与膜厚敏感度优化能力的新型评价函数,设计了低膜厚敏感度宽光谱高透过率的膜系结构。针对膜系制备过程中,MgF2薄膜附着力差的问题,开展提高MgF2膜层附着力的研究。依据热应力力矩模型与吸附理论分析MgF2的破损机理,以混合气相蒸发Al2O3与SiO2混合膜作为过渡层,有效的提高了膜层的附着力。对制备完成的薄膜进行光谱性能测试及耐环境适应性测试,并根据测试结果对薄膜性能进行分析。测试结果表明,所制备的薄膜在1.5～5μm的光谱透过率的平均值为97.6%、光谱透过率的最低值为96.8%,其同时具有耐摩擦、耐盐雾、耐霉菌、耐高低温等耐环境性能,能够满足短中波红外探测系统的指标要求。
胡凡,陈特超,范江华,罗超[8]（2019）在《离子束溅射镀膜设备及工艺技术研究》文中研究说明利用离子束溅射镀膜设备研究了溅射SiO2薄膜的沉积速率与工艺参数（离子束能量、离子束流、氧气流量和靶基距）之间的关系以及薄膜均匀性修正技术。实验结果表明:SiO2薄膜沉积速率随着离子束能量与离子束流增加而增大,随着氧气流量的增加先减小后增大;采用修正板技术后薄膜均匀性明显提高。
吕起鹏[9]（2019）在《离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究》文中研究表明高精密光学系统对光学薄膜的光学和力学等性能的要求日益提高。光学元件在满足高的光谱特性、超低吸收率和散射损耗的同时,还要求其镀膜后保证高的面形精度以及高的环境稳定性。离子束溅射技术由于其工作性能稳定,所制备的薄膜的光学和力学性能优良等优点,是目前光学薄膜最主流的制备技术并被广泛应用于高精密光学薄膜制备中。但是,该技术的缺点是所制备的薄膜通常具有高的压应力,导致光学元件在镀膜后产生大的应力形变,更严重的是随着薄膜层数的增加,在膜层中积累的应力会导致薄膜出现翘曲、龟裂、脱落等失效现象。因此,系统研究离子束溅射沉积光学薄膜的应力特性和应力形变控制技术具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文研究了在离子束溅射镀膜过程中氧流量和成膜方式对Ta2O5、SiO2薄膜光学与应力特性的影响规律,表征了退火热处理后Ta2O5薄膜应力状态反转以及SiO2薄膜应力线性变化的规律性;基于Ta2O5、SiO2薄膜在不同退火温度下的应力演变规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英元件曲率半径的方法,并建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型;提出了基于宽波段复杂膜系的膜厚监控策略以及膜厚均匀性修正的优化模型;成功实现了大口径光学元件上Ta2O5/SiO2多层膜的应力形变控制。本论文的主要结论如下:1.在Ta2O5镀膜过程中通过调节氧流量可有效地降低薄膜吸收率且Ta205成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可明显地调控Ta2O5薄膜的应力状态。氧流量的减小增大了薄膜的沉积速率,并导致薄膜表面粗糙度增大。在20 μm膜厚范围内,应力形变与Ta2O5薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Ta2O5薄膜应力稳定、无释放。退火热处理影响Ta2O5薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,Ta2O5薄膜压应力减小,当温度为591 K时,薄膜应力开始由压应力状态转变为张应力状态,出现应力反转,且张应力随着退火温度的升高而变大。同时,随着退火温度升高,薄膜光学厚度增加,折射率减小,表面粗糙度变大,表面元素化学计量比更加趋于理想化学计量比。退火温度继续升高到933 K时,Ta205薄膜结构由无定形态向六方相转变。2.在SiO2镀膜过程中成膜方式可以明显改变其微观结构、光学和力学特性且Si02成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可以明显地降低Si02薄膜的应力。直接溅射SiO2靶制备的SiO2薄膜表面粗糙度更低,压应力更小。在30 μm膜厚范围内,应力形变与SiO2薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Si02薄膜应力稳定、无释放;退火热处理影响SiO2薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,SiO2薄膜的压应力线性减小,但SiO2薄膜一直处于压应力状态,没有出现应力反转。基于SiO2薄膜在不同退火温度下的光学与应力特性的变化规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英光学元件曲率半径的方法。利用上述方法可以将石英元件曲率半径的精度提高至0.2%,且折射率接近于石英基底体材料,保持了良好的光学特性。3.基于Ta2O5、SiO2薄膜在退火热处理后的应力演变规律,建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,利用该模型可以有效降低多层膜应力形变,进一步结合Ta2O5和SiO2周期数对元件应力形变影响的规律,引入膜堆周期数应力修正因子修正了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,通过调控Ta2O5和SiO2薄膜膜层厚度比,实现了非规整高反膜系的应力形变控制。针对单点工作波长膜系,为不改变其中心波长的光谱特性,提出引入光学薄膜理论中“虚设层”的概念优化多层膜应力控制模型,实现了高反射膜系的面形控制。针对宽波段复杂膜系,在不影响工作波段光谱特性的前提下,提出引入“缓冲层”优化多层膜应力控制模型,使得多层膜在退火热处理之后增加了薄膜张应力变量,实现了增透膜系的面形控制。4.在宽光谱膜厚监控技术监控复杂膜系沉积过程中,提出了宽光谱监控、时间监控相结合以及波长间接监控的监控策略,可以有效减小膜层厚度误差,提高膜系的成品率。利用宽光谱监控和时间监控相结合的监控策略,以宽光谱膜厚监控技术监控敏感膜层并结合时间监控法监控超薄层以及折射率匹配层的方式实现了薄膜敏感层、超薄层以及折射率匹配层的精确监控;利用宽光谱波长间接监控策略,以宽光谱膜厚监控系统的监控波长间接监控复杂膜系的膜层厚度的方式实现了宽波段复杂膜系的波长间接监控,所制备的膜层厚度产生的随机误差较低。通过引入实际遮挡弧长修正因子对多层膜厚度均匀性的修正模型进行了优化,提高了膜厚均匀性修正效率和精度,利用该优化模型实现了360 mm直径工件盘上薄膜厚度均匀性优于±0.1%。
王奔[10]（2019）在《物理气相沉积系统中膜厚分布的模拟及优化》文中提出物理气相沉积（PVD）系统具有重复性好、生产成本低和膜层表面质量高等优点,被广泛应用于光学薄膜制备中。膜厚均匀性是衡量薄膜质量的一项重要指标,其优劣严重影响光学薄膜的性能,如何有效地控制膜厚均匀性已成为物理气相沉积系统中的一个技术难点。本文对PVD系统中膜厚均匀性进行研究,为薄膜均匀性的提高及薄膜沉积设备的研制提供了理论依据和技术支撑。基于余弦及非余弦定理,对点源、面源、扩展源、虚拟源以及溅射源的发射特性进行研究,从而确定蒸发源及溅射源的膜厚分布模型:蒸发源服从cosnφ分布,溅射源服从cosn（φ+φ0）分布。通过建立精准的数学及物理模型,模拟蒸发源和溅射源的相对膜厚分布,探究了挡板和设备几何配置对膜厚分布均匀性的影响。使用Mathcad编程研发了一款新的膜厚均匀性模拟仿真程序,将仿真结果分别与厚度分布理论和实验结果进行比较,吻合性很好,验证了软件程序的正确性。根据实际情况优化仿真程序,在程序中增加调节离子辅助沉积（IAD）膜厚均匀性的功能,在K9基底上沉积短波通多层膜,将膜厚均匀性控制在1%以内。此外,对影响膜厚均匀性的因素如基板倾斜,真空度,温度不均匀等因素进行分析并提出改进方法。利用编制的软件对不同结构沉积系统进行均匀性修正,自动设计的挡板能够快速解决膜厚均匀性问题,将旋转平面系统的膜厚不均匀性由30.7%降低到了0.89%,旋转球面系统的膜厚不均匀性由15.4%降低到了0.58%,行星系统的膜厚不均匀性由4.5%降低到了0.26%。旋转鼓状溅射系统的膜厚不均匀性由5.3%降低到了0.74%。满足了大面积高精度光学薄膜对膜厚均匀性的要求。
二、离子束溅射淀积光学薄膜的膜厚均匀性实验（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、离子束溅射淀积光学薄膜的膜厚均匀性实验（论文提纲范文）
（1）近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景介绍 |
| 1.2 亚纳米带宽滤波技术 |
| 1.2.1 声光调制技术 |
| 1.2.2 原子滤波技术 |
| 1.2.3 法布里-珀络标准具形式的滤波器 |
| 1.2.4 薄膜干涉滤光技术 |
| 1.3 窄带干涉滤光片的原理及应用 |
| 1.3.1 窄带干涉滤光片的原理 |
| 1.3.2 超窄带干涉滤光片的应用 |
| 1.4 本论文的研究内容及成果 |
| 第2章 亚纳米带宽滤光片的设计与分析 |
| 2.1 自动优化设计方法 |
| 2.2 基于F-P滤光片的设计 |
| 2.2.1 类比微波滤波器的设计方法 |
| 2.2.2 类比LC电路滤波器的设计方法 |
| 2.2.3 迭代Chebyshev方法 |
| 2.3 用Matlab程序实现的亚纳米带宽滤光片设计 |
| 2.3.1 构建评价函数 |
| 2.3.2 程序设计 |
| 2.3.3 膜系设计实例 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 薄膜沉积与滤光片的制备 |
| 3.1 常见的光学薄膜制备技术 |
| 3.1.1 热蒸发技术 |
| 3.1.2 离子束辅助沉积技术 |
| 3.1.3 离子束溅射沉积技术 |
| 3.1.4 原子层沉积技术 |
| 3.2 薄膜沉积设备介绍 |
| 3.3 膜层沉积工艺 |
| 3.4 薄膜材料的选择及其特性 |
| 3.4.1 光学薄膜材料的选择 |
| 3.4.2 光学常数的测定方法 |
| 3.4.3 Ta_2O_5薄膜的光学特性 |
| 3.4.4 SiO_2薄膜的光学特性 |
| 3.5 膜厚分布均匀性的调整 |
| 3.6 监控方法分析 |
| 3.6.1 时间监控技术 |
| 3.6.2 石英晶体监控 |
| 3.6.3 光电极值法 |
| 3.6.4 监控实施 |
| 3.7 小结 |
| 第4章 测量与误差分析 |
| 4.1 滤光片的测量 |
| 4.1.1 测量设备的搭建 |
| 4.1.2 测量前的调试与准备 |
| 4.1.3 测量结果及分析 |
| 4.2 制备过程中的误差分析 |
| 4.2.1 光学常数误差 |
| 4.2.2 厚度误差 |
| 4.3 误差对滤光片光谱曲线的影响 |
| 4.3.1 膜系误差灵敏度分析 |
| 4.3.2 随机膜厚误差对设计滤光片的影响 |
| 4.4 小结 |
| 第5章 滤光片的可靠性和光谱稳定性研究 |
| 5.1 可靠性实验 |
| 5.2 湿度对滤光片光谱特性的影响 |
| 5.3 温度对滤光片光谱特性的影响 |
| 5.3.1 温度对膜层材料物理特性的影响 |
| 5.3.2 基片的线膨胀系数对滤光片温度稳定性的影响 |
| 5.3.3 滤光片的温度稳定性实验 |
| 5.4 入射角度对滤光片光谱特性的影响 |
| 5.5 退火温度对滤光片表面形貌和光谱特性的影响 |
| 5.5.1 光谱特性变化 |
| 5.5.2 表面形貌变化 |
| 5.5.3 截面形貌变化 |
| 5.6 质子辐照对滤光片光谱特性的影响 |
| 5.7 小结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 研究过程 |
| 6.1.1 确定膜系设计方法 |
| 6.1.2 滤光片的制备 |
| 6.1.3 光谱测量与误差分析 |
| 6.1.4 可靠性和稳定性研究 |
| 6.2 主要研究结果 |
| 6.3 主要创新点 |
| 6.4 展望及后续工作建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）聚碳酸酯高强度超低减反射膜的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 减反射膜的研究现状 |
| 1.3 薄膜厚度均匀性的研究现状 |
| 1.3.1 电子束蒸发薄膜厚度均匀性的研究现状 |
| 1.3.2 磁控溅射蒸发薄膜厚度均匀性的研究现状 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 第2章 光学薄膜设计理论 |
| 2.1 薄膜的矩阵计算 |
| 2.2 有效界面法 |
| 2.3 薄膜材料折射率的拟合计算 |
| 2.4 膜系设计的优化方法 |
| 第3章 电子束蒸发凹面超低减反射膜的制备 |
| 3.1 超低减反射膜膜系设计 |
| 3.2 超低减反射膜的制备技术研究 |
| 3.3 电子束蒸发凹面薄膜厚度均匀性的改善 |
| 第4章 磁控溅射凸面高强度减反射膜的制备 |
| 4.1 高强度减反射膜膜系设计 |
| 4.2 高强度减反射膜的制备 |
| 4.3 磁控溅射凸面薄膜厚度均匀性的改善 |
| 第5章 减反射膜的环境测试与分析 |
| 5.1 减反射膜环境适应性测试 |
| 5.2 减反射膜光谱测试 |
| 5.3 双面减反射膜光谱偏移量测试 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 创新点说明 |
| 6.3 展望与不足 |
| 参考文献 |
| 硕士期间的学术成果 |
| 致谢 |
（3）电子束蒸发制备光学薄膜（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 光学薄膜的种类 |
| 1.2.1 减反膜 |
| 1.2.2 高反膜 |
| 1.2.3 滤波片 |
| 1.2.4 其他膜系 |
| 1.3 减反膜简介 |
| 1.3.1 减反膜发展历史及现状 |
| 1.3.2 减反膜的应用 |
| 1.4 光学薄膜制备方法 |
| 1.4.1 溶胶-凝胶法 |
| 1.4.2 脉冲激光淀积法 |
| 1.4.3 溅射法 |
| 1.4.4 真空蒸发法 |
| 1.4.5 等离子辅助沉积法 |
| 1.4.6 离子束溅射法 |
| 1.4.7 化学气相沉积法 |
| 1.5 多晶硅片表面织构技术种类 |
| 1.5.1 干式制绒技术 |
| 1.5.1.1 机械刻槽 |
| 1.5.1.2 激光制绒 |
| 1.5.1.3 反应离子蚀刻 |
| 1.5.2 湿式制绒技术 |
| 1.5.2.1 酸性蚀刻技术 |
| 1.5.2.2 碱性蚀刻技术 |
| 1.6 课题的主要研究内容 |
| 第2章 光学薄膜的基本理论 |
| 2.1 光学薄膜的理论计算 |
| 2.1.1 单层薄膜的特性计算 |
| 2.1.2 多层薄膜的特性计算 |
| 2.2 光学薄膜设计理论 |
| 2.2.1 导纳轨迹图解法 |
| 2.2.2 光学常数的反演 |
| 第3章 减反膜的设计及仿真 |
| 3.1 光学薄膜设计方法 |
| 3.2 单层减反射膜 |
| 3.3 双层减反射膜 |
| 3.4 多层减反射膜 |
| 3.5 薄膜材料的选择 |
| 3.6 基于Essential Macleod软件模拟与分析 |
| 3.6.1 Macleod软件介绍 |
| 3.6.2 单层薄膜计算模拟 |
| 3.6.3 双层减反射膜计算模拟 |
| 3.6.4 多层减反射膜计算模拟 |
| 3.6.5 Essential Macleod软件自动优化设计多层薄膜 |
| 3.6.5.1 参数设定 |
| 3.6.5.2 自动优化4 层薄膜 |
| 3.6.5.3 自动优化6 层薄膜 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 硅片表面织构化及电子束蒸发制备减反膜 |
| 4.1 硅片制绒及表征 |
| 4.1.1 实验设备 |
| 4.1.2 测试设备 |
| 4.1.3 实验结果与分析 |
| 4.1.3.1 处理后的硅片表面形貌 |
| 4.1.3.2 硅片腐蚀程度 |
| 4.1.3.3 处理后的硅片反射率 |
| 4.1.3.4 少子寿命 |
| 4.1.3.5 结果分析 |
| 4.2 减反射膜的制备及表征 |
| 4.2.1 衬底的预处理 |
| 4.2.2 实验材料 |
| 4.2.3 实验设备 |
| 4.2.4 真空系统 |
| 4.2.5 蒸镀系统 |
| 4.2.6 薄膜厚度监控系统 |
| 4.2.7 测试设备 |
| 4.2.8 工艺参数 |
| 4.2.9 光学参数 |
| 4.3 减反射膜实验结果与讨论 |
| 4.3.1 非磁场下腐蚀硅片上薄膜形貌图 |
| 4.3.2 单层薄膜的光学性能 |
| 4.3.3 双层膜的光学性能 |
| 4.3.4 三层薄膜的光学性能 |
| 4.3.5 四层薄膜的光学性能 |
| 4.3.6 六层薄膜的光学性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
| 致谢 |
（4）光学薄膜技术中的基片与薄膜热力学匹配问题研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 课题研究的背景及意义 |
| 1.2 薄膜热力学的研究进展 |
| 1.2.1 薄膜-基底系统的失效行为 |
| 1.2.2 应力的作用方向 |
| 1.2.3 薄膜应力的分类 |
| 1.2.4 薄膜的附着力分类 |
| 1.3 薄膜的热力学性能测量 |
| 1.3.1 曲率测量法 |
| 1.3.2 鼓泡实验法 |
| 1.3.3 纳米压痕法 |
| 1.3.4 X射线衍射 |
| 1.3.5 梁弯曲法 |
| 1.4 薄膜-基片系统的应力匹配 |
| 1.4.1 选择沉积方法 |
| 1.4.2 调节沉积参数 |
| 1.4.3 膜层之间的应力匹配 |
| 1.4.4 添加缓冲层 |
| 1.4.5 基片面形补偿 |
| 1.4.6 热退火 |
| 1.5 本文的研究目的及主要内容 |
| 第2章 光学薄膜热力学匹配理论基础 |
| 2.1 光学薄膜的应力 |
| 2.1.1 stoney公式 |
| 2.1.2 周期多层膜的双轴合力 |
| 2.1.3 多层膜的热应力 |
| 2.1.4 薄膜边缘附近的应力集中 |
| 2.2 光学薄膜的断裂理论 |
| 2.2.1 断裂准则 |
| 2.2.2 残余应力引起的薄膜脱层 |
| 2.2.3 残余应力引起的薄膜开裂 |
| 2.2.4 裂纹的扩展类型 |
| 2.2.5 断裂能的影响因素 |
| 2.3 光学薄膜的附着力 |
| 2.3.1 薄膜的附着机理 |
| 2.3.2 改善附着力的方法 |
| 2.4 小结 |
| 第3章 多层膜的热应力分布 |
| 3.1 样品制备及性能测试方法 |
| 3.1.1 样品制备 |
| 3.1.2 样品性能测试 |
| 3.2 实验结果 |
| 3.3 热力学匹配讨论 |
| 3.3.1 有限元建模 |
| 3.3.2 热应力匹配分析 |
| 3.3.3 厚度和模量的影响 |
| 3.4 小结 |
| 第4章 光学薄膜热力学参数的测量 |
| 4.1 样品制备 |
| 4.1.1 离子束辅助沉积样品制备 |
| 4.1.2 离子束溅射沉积样品制备 |
| 4.1.3 热蒸发沉积样品制备 |
| 4.2 椭偏法测量薄膜热膨胀系数原理 |
| 4.3 平台搭建及测量方法 |
| 4.3.1 平台搭建 |
| 4.3.2 测量方法 |
| 4.3.3 拟合模型 |
| 4.3.4 重复测量精度 |
| 4.4 测量结果及讨论 |
| 4.4.1 热膨胀系数测量结果 |
| 4.4.2 折射率温度系数 |
| 4.4.3 实验过程中的应力现象 |
| 4.5 小结 |
| 第5章 光学薄膜与基片匹配材料的选择 |
| 5.1 常用材料的热力学特性 |
| 5.1.1 常用光学基片 |
| 5.1.2 金属薄膜 |
| 5.1.3 氧化物薄膜 |
| 5.1.4 氟化物和硫化物薄膜 |
| 5.2 TiO_2/Al_2O_3红外长波通滤光片匹配 |
| 5.3 Ta_2O_5/SiO_2可见增透膜匹配 |
| 5.4 三波段望远物镜减反膜 |
| 第6章 中波红外滤光片的热力学匹配 |
| 6.1 带通滤光片的设计原理 |
| 6.2 应力匹配 |
| 6.2.1 材料选择 |
| 6.2.2 TiO_2/Al_2O_3样品的设计和制备 |
| 6.2.3 ZnSe/YbF_3样品的设计和制备 |
| 6.2.4 Ge/Al_2O_3样品的设计和制备 |
| 6.2.5 结果分析和讨论 |
| 6.3 透过率改善 |
| 6.3.1 混合沉积法 |
| 6.3.2 双面膜系匹配 |
| 6.4 小结 |
| 第7章 结论与展望 |
| 7.1 主要研究成果 |
| 7.2 本文创新点 |
| 7.3 对今后工作的建议 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（5）高能粒子辐射测量系统光谱分光元件的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 高能粒子探测的研究现状 |
| 1.2.2 光学薄膜的研究现状 |
| 1.3 本课题研究内容 |
| 第2章 光学薄膜的基本理论 |
| 2.1 光学薄膜特性理论计算 |
| 2.2 光学薄膜的设计理论 |
| 2.2.1 干涉截止滤光膜的设计理论 |
| 2.2.2 吸收膜的设计理论 |
| 2.2.3 膜系设计的优化方法 |
| 2.3 基底光学元件对薄膜的影响 |
| 2.3.1 基底面形对膜厚分布的影响 |
| 2.3.2 基底表面粗糙度对薄膜质量的影响 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 膜系设计 |
| 3.1 确定光谱设计要求 |
| 3.2 薄膜材料的研究 |
| 3.2.1 薄膜材料的选取 |
| 3.2.2 薄膜材料光学常数的拟合 |
| 3.3 膜系设计 |
| 3.3.1 前表面滤光膜的设计 |
| 3.3.2 后表面吸收膜的设计 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 薄膜的制备 |
| 4.1 镀膜设备简介 |
| 4.2 工艺参数的研究 |
| 4.2.1 真空度与充氧量的研究 |
| 4.2.2 蒸发速率 |
| 4.2.3 烘烤温度与均匀性研究 |
| 4.3 修正板对膜厚分布的影响 |
| 4.4 分光元件薄膜的制备 |
| 4.4.1 膜厚监控方式 |
| 4.4.2 离子束辅助沉积 |
| 4.4.3 薄膜镀制工艺流程 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 薄膜的测试 |
| 5.1 光谱测试设备 |
| 5.2 测试结果分析及工艺改进 |
| 5.3 环境测试 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 创新点说明 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的成果 |
| 致谢 |
（6）溶胶-凝胶氧化物薄膜的制备及其激光损伤研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 变量注释表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景和意义 |
| 1.2 制备光学薄膜的物理法 |
| 1.3 制备光学薄膜的化学法 |
| 1.4 几种薄膜材料的基本性质和应用概述 |
| 1.5 光学薄膜的激光诱导损伤理论 |
| 1.6 本论文的研究意义与内容 |
| 2 实验试剂与仪器 |
| 2.1 实验试剂 |
| 2.2 实验仪器 |
| 2.3 薄膜表征方法 |
| 3 不同双添加剂溶胶-凝胶Ta_2O_5薄膜的原位高温激光诱导损伤 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ta_2O_5溶胶和薄膜样品的制备 |
| 3.3 Ta_2O_5薄膜样品的表征 |
| 3.4 总结 |
| 4 溶胶-凝胶SiO_2薄膜的制备及其退火性能 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 SiO_2溶胶和薄膜样品的制备 |
| 4.3 SiO_2薄膜样品的表征 |
| 4.4 总结 |
| 5 溶胶-凝胶TiO_2掺杂光学薄膜的制备与表征 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 溶胶和薄膜样品的制备 |
| 5.3 薄膜样品的表征 |
| 5.4 总结 |
| 6 溶胶-凝胶HfO_2薄膜的制备及其原位温度激光损伤 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 HfO_2溶胶与薄膜样品制备 |
| 6.3 HfO_2薄膜样品的表征 |
| 6.4 总结 |
| 7 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（7）短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与本课题技术难点分析 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 本课题技术难点分析 |
| 1.3 薄膜的制备及表征技术概况 |
| 1.3.1 薄膜制备技术 |
| 1.3.2 薄膜性能的表征 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 薄膜材料性能研究 |
| 2.1 薄膜材料的选取及光学常数计算理论 |
| 2.1.1 薄膜材料的选取 |
| 2.1.2 薄膜光学常数的计算理论 |
| 2.2 Si_xGe_(1-x)混合薄膜的研究 |
| 2.2.1 Ge混合比例的研究 |
| 2.2.2 沉积速率的研究 |
| 2.2.3 基底温度的研究 |
| 2.2.4 降低Si_xGe_(1-x)薄膜非晶缺陷态吸收的研究 |
| 2.3 SiO薄膜的研究 |
| 2.3.1 沉积速率的研究 |
| 2.3.2 基底温度的研究 |
| 2.3.3 离子束流的研究 |
| 2.4 低吸水MgF_2薄膜的研究 |
| 2.4.1 沉积速率的研究 |
| 2.4.2 降低MgF_2薄膜水吸收的研究 |
| 2.5 低吸收保护膜的研究 |
| 2.5.1 旋涂技术的研究 |
| 2.5.2 低吸水固化技术研究 |
| 2.5.3 保护膜阻水性能研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宽光谱高透过率膜系结构设计 |
| 3.1 薄膜设计理论 |
| 3.1.1 薄膜特征计算矩阵 |
| 3.1.2 Busmeister线性规划模型 |
| 3.1.3 对称膜系等效层理论 |
| 3.2 膜系结构设计 |
| 3.2.1 增透膜结构设计 |
| 3.2.2 保护膜厚度设计 |
| 3.3 低膜厚敏感度膜系结构优化 |
| 3.3.1 膜厚敏感度分析 |
| 3.3.2 低膜厚敏感度评价函数构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 薄膜制备技术研究 |
| 4.1 增透膜制备技术研究 |
| 4.1.1 系统控制参数设定 |
| 4.1.2 增透膜沉积工艺 |
| 4.1.3 MgF_2薄膜破损机理研究 |
| 4.1.4 过渡层技术提高MgF_2薄膜附着力的研究 |
| 4.2 保护膜厚度控制研究 |
| 4.3 薄膜制备工艺流程 |
| 4.4 光谱性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 薄膜耐环境性能测试及分析 |
| 5.1 薄膜耐摩擦性能测试 |
| 5.2 薄膜耐溶、耐擦拭性能测试 |
| 5.3 薄膜耐高温性能测试 |
| 5.4 薄膜耐低温性能测试 |
| 5.5 薄膜耐太阳辐射性能测试 |
| 5.6 薄膜耐雨淋性能测试 |
| 5.7 薄膜耐砂尘性能试验 |
| 5.8 薄膜耐盐雾性能试验 |
| 5.9 薄膜耐霉菌性能测试 |
| 5.10 测试结果总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在的问题及工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 |
| 致谢 |
（8）离子束溅射镀膜设备及工艺技术研究（论文提纲范文）
| 1 系统原理 |
| 2 系统组成 |
| 2.1 溅射室 |
| 2.2 离子源 |
| 2.3 溅射靶 |
| 2.4 基片台 |
| 2.5 真空气路系统 |
| 2.6 控制系统 |
| 3 工艺实验 |
| 3.1 实验条件 |
| 3.2 沉积速率实验 |
| 3.2.1 实验设计 |
| 3.2.2 实验结果分析 |
| 3.3 均匀性修正实验 |
| 3.3.1 实验设计 |
| 3.3.2 实验结果分析 |
| 4 结论 |
（9）离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光学薄膜概述 |
| 1.2.1 Ta_2O_5薄膜概述 |
| 1.2.2 SiO_2薄膜概述 |
| 1.3 宽光谱膜厚监控技术的研究进展 |
| 1.4 离子束溅射技术的研究进展 |
| 1.4.1 溅射镀膜技术的发展历程 |
| 1.4.2 离子束溅射镀膜技术的发展 |
| 1.4.3 离子束溅射技术在薄膜制备中的应用 |
| 1.5 薄膜应力控制的研究进展 |
| 1.5.1 薄膜应力研究进展 |
| 1.5.2 薄膜应力控制技术的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究目的和主要研究内容 |
| 2 实验方法和分析手段 |
| 2.1 实验材料及装置 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 工艺调试实验 |
| 2.2.2 薄膜应力演化实验 |
| 2.2.3 多层膜应力控制实验 |
| 2.2.4 膜厚监控实验 |
| 2.3 分析手段 |
| 2.3.1 物相结构分析方法 |
| 2.3.2 表面形貌测试方法 |
| 2.3.3 元素组成测试方法 |
| 2.3.4 光学特性分析方法 |
| 2.3.5 光学常数测试方法 |
| 2.3.6 曲率半径测试方法 |
| 2.3.7 应力特性测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Ta_2O_5薄膜特性研究 |
| 3.1 Ta_2O_5薄膜制备工艺参数研究 |
| 3.1.1 氧流量对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.1.2 氧流量对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.1.3 氧流量对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.2 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.1 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.2 Ta_2O_5薄膜应力时效特性 |
| 3.3 退火热处理对Ta_2O_5薄膜应力及相关特性的影响 |
| 3.3.1 退火温度对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.3.2 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.3.3 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面元素的影响 |
| 3.3.4 退火温度对Ta_2O_5薄膜应力特性的影响 |
| 3.3.5 退火温度对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SiO_2薄膜特性研究 |
| 4.1 SiO_2薄膜制备工艺参数研究 |
| 4.2 SiO_2薄膜应力及相关特性研究 |
| 4.2.1 SiO_2薄膜应力特性研究 |
| 4.2.2 SiO_2薄膜应力时效特性 |
| 4.3 退火热处理对SiO_2薄膜应力及相关特性的影响 |
| 4.3.1 退火温度对SiO_2薄膜结构的影响 |
| 4.3.2 退火温度对SiO_2薄膜表面形貌的影响 |
| 4.3.3 退火温度对SiO_2薄膜应力特性的影响 |
| 4.3.4 退火温度对SiO_2薄膜光学特性的影响 |
| 4.4 大曲率石英光学元件曲率半径控制研究 |
| 4.4.1 曲率半径控制方法 |
| 4.4.2 大曲率石英光学元件曲率半径控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Ta_2O_5/SiO_2多层膜应力控制研究 |
| 5.1 多层膜应力控制 |
| 5.2 虚设层应力控制 |
| 5.3 缓冲层应力控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 宽光谱膜厚监控方法研究 |
| 6.1 宽光谱膜厚监控系统 |
| 6.2 宽光谱的波长间接监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.2.1 宽带增透膜设计 |
| 6.2.2 监控范围选择及误差评估 |
| 6.2.3 光学薄膜的实时监控 |
| 6.2.4 薄膜厚度误差分析 |
| 6.3 宽光谱与时间监控复合监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.3.1 宽带增透膜设计 |
| 6.3.2 监控策略选择 |
| 6.3.3 重复性验证 |
| 6.4 膜厚均匀性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）物理气相沉积系统中膜厚分布的模拟及优化（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的背景及意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.3 课题主要研究内容 |
| 第2章 源的发射特性及膜厚分布特性研究 |
| 2.1 蒸发源的发射特性 |
| 2.1.1 小面源 |
| 2.1.2 扩展源 |
| 2.1.3 虚拟源 |
| 2.2 溅射源的发射特性 |
| 2.3 膜厚分布特性研究 |
| 2.3.1 蒸发源的膜厚分布特性 |
| 2.3.2 溅射源的膜厚分布特性 |
| 2.4 典型沉积系统膜厚分布特性的研究与计算 |
| 2.4.1 旋转平面蒸发系统 |
| 2.4.2 旋转球面蒸发系统 |
| 2.4.3 行星蒸发系统 |
| 2.4.4 矩形溅射系统 |
| 2.4.5 旋转平面溅射系统 |
| 第3章 物理气相沉积系统中的膜厚均匀性仿真 |
| 3.1 蒸发系统膜厚均匀性的仿真 |
| 3.1.1 蒸发源模型的确定 |
| 3.1.2 蒸发系统膜厚均匀性分布仿真 |
| 3.2 溅射系统膜厚均匀性分布仿真 |
| 3.2.1 溅射靶材刻蚀区域的确定 |
| 3.2.2 溅射系统膜厚均匀性分布仿真 |
| 第4章 膜厚均匀性的实验验证 |
| 4.1 实验设备简介 |
| 4.1.1 蒸发实验设备 |
| 4.1.2 溅射实验设备 |
| 4.2 蒸发系统均匀性的实验验证 |
| 4.2.1 旋转平面工件盘 |
| 4.2.2 旋转球面工件盘 |
| 4.2.3 行星工件盘 |
| 4.3 溅射系统均匀性的实验验证 |
| 第5章 误差分析及程序修正 |
| 5.1 误差分析 |
| 5.2 程序修正 |
| 5.3 膜厚均匀性影响因素 |
| 第6章 总结 |
| 6.1 主要工作总结 |
| 6.2 本文主要创新点 |
| 6.3 不足与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表论文与研究成果 |
| 致谢 |
| 附录A |
四、离子束溅射淀积光学薄膜的膜厚均匀性实验（论文参考文献）
- [1]近红外1.064μm亚纳米带宽干涉滤光片的制备和光谱稳定性研究[D]. 王凯旋. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]聚碳酸酯高强度超低减反射膜的研究[D]. 魏博洋. 长春理工大学, 2021(02)
- [3]电子束蒸发制备光学薄膜[D]. 肇伟懿. 沈阳理工大学, 2021(01)
- [4]光学薄膜技术中的基片与薄膜热力学匹配问题研究[D]. 田晓习. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2020(02)
- [5]高能粒子辐射测量系统光谱分光元件的研究[D]. 赵迪. 长春理工大学, 2020(01)
- [6]溶胶-凝胶氧化物薄膜的制备及其激光损伤研究[D]. 张璞. 中国矿业大学, 2020(01)
- [7]短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究[D]. 张功. 长春理工大学, 2020(01)
- [8]离子束溅射镀膜设备及工艺技术研究[J]. 胡凡,陈特超,范江华,罗超. 电子工业专用设备, 2019(04)
- [9]离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究[D]. 吕起鹏. 大连理工大学, 2019(01)
- [10]物理气相沉积系统中膜厚分布的模拟及优化[D]. 王奔. 长春理工大学, 2019(01)