【摘要】：大曲率光學(xué)元件在光學(xué)系統(tǒng)中的應(yīng)用日益廣泛,但相應(yīng)的薄膜沉積技術(shù)卻仍存在缺陷。原子層沉積(Atomic layer deposition,簡(jiǎn)稱(chēng)ALD)作為一種新型沉積方式,憑借獨(dú)特的自限制反應(yīng),在大曲率元件表面薄膜制備領(lǐng)域中具有超過(guò)常規(guī)鍍膜方式的潛力。ALD達(dá)到高均勻性的要點(diǎn)是自限制反應(yīng)達(dá)到飽和。影響ALD自限制反應(yīng)的因素有溫度、反應(yīng)物濃度、活化能等,實(shí)驗(yàn)時(shí)對(duì)溫度和基底進(jìn)行了相應(yīng)控制,因此與基底表面接觸的前驅(qū)體濃度將成為影響ALD自限制反應(yīng)達(dá)到飽和的重要因素。基于此,本文開(kāi)展了具體的仿真和實(shí)驗(yàn),主要研究?jī)?nèi)容如下:仿真部分對(duì)實(shí)驗(yàn)使用的原子層沉積設(shè)備TFS-200進(jìn)行了分析,確定了模擬計(jì)算的主要部分,并根據(jù)分析結(jié)果進(jìn)行仿真模型的建立。在進(jìn)行流體仿真前,模型需要進(jìn)行網(wǎng)格劃分,流體仿真將以劃分生成的網(wǎng)格作為計(jì)算的最小區(qū)域,以設(shè)定的初始狀態(tài)為計(jì)算初值,從反應(yīng)腔進(jìn)氣口與出氣口開(kāi)始迭代計(jì)算,得到前驅(qū)體的濃度分布和交換過(guò)程。根據(jù)仿真結(jié)果得出,反應(yīng)腔中前驅(qū)體在流動(dòng)過(guò)程中并非均勻分布,反應(yīng)腔的不同區(qū)域存在一定差異。對(duì)比反應(yīng)腔內(nèi)前驅(qū)體的濃度分布和流動(dòng)過(guò)程,得出了濃度變化最穩(wěn)定的區(qū)域作為優(yōu)化沉積區(qū)域,剩余區(qū)域?yàn)榉莾?yōu)化區(qū)域。同時(shí)還仿真了10mm半球表面前驅(qū)體的流動(dòng)狀態(tài),分析了大曲率表面對(duì)均勻性的影響。實(shí)驗(yàn)部分開(kāi)展了對(duì)優(yōu)化區(qū)域科學(xué)性的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。初次制備后對(duì)薄膜進(jìn)行折射率測(cè)量,用于后續(xù)厚度計(jì)算。之后,使用相同基底在不同區(qū)域進(jìn)行兩種材料的制備,對(duì)薄膜進(jìn)行生長(zhǎng)速率和非均勻性的計(jì)算,非均勻性的高低作為評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)區(qū)域優(yōu)劣的標(biāo)準(zhǔn)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:最佳優(yōu)化區(qū)域內(nèi)制備的Al_2O_3和TiO_2薄膜相比非優(yōu)化區(qū)域在非均勻性方面有明顯下降,非均勻性的下降在沉積高度優(yōu)化上更為明顯。非均勻性的下降表明了優(yōu)化沉積區(qū)域的科學(xué)性,測(cè)量的薄膜折射率和生長(zhǎng)速率為后續(xù)制備多層膜奠定了基礎(chǔ)。根據(jù)單層膜實(shí)驗(yàn)的測(cè)量結(jié)果,在平板基板上進(jìn)行了單點(diǎn)減反射膜和寬帶減反射膜的制備。通過(guò)膜系的沉積探究ALD多層膜的過(guò)渡區(qū)生長(zhǎng)規(guī)律和生長(zhǎng)固定厚度薄膜的方法。利用平板表面生長(zhǎng)多層膜的規(guī)律在半球基底表面進(jìn)行相同膜系的制備,驗(yàn)證了原子層沉積在半球基底表面進(jìn)行復(fù)雜膜系的可行性,為后續(xù)研究提供了良好基礎(chǔ)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)計(jì)量大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類(lèi)號(hào)】：O484;O43
【圖文】：

圖 1.1 常用大曲率光學(xué)元件[10]常用大曲率光學(xué)元件，可在特定系統(tǒng)中代替平板光學(xué)多應(yīng)用中，大曲率反射鏡常應(yīng)用于環(huán)形激光器、同步及天文望遠(yuǎn)鏡等光學(xué)系統(tǒng)中；大曲率透鏡除了可以倍鏡等使用方式外，還可應(yīng)用于光學(xué)顯微鏡系統(tǒng)中以

半球形浸固透鏡[12]

碰撞鎖模環(huán)形染料激光器[17]

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 沈偉東;劉旭;;光學(xué)薄膜與技術(shù)[J];國(guó)際學(xué)術(shù)動(dòng)態(tài);2013年04期

2 張陽(yáng);;合力同行 創(chuàng)新共贏——“遼寧光學(xué)薄膜專(zhuān)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新平臺(tái)”第一次工作暨技術(shù)交流會(huì)議成功召開(kāi)[J];真空;2017年04期

3 ;2017年光學(xué)薄膜前沿國(guó)際會(huì)議成功舉行[J];科學(xué)家;2017年22期

4 ;金利寶:光學(xué)薄膜先行者[J];標(biāo)簽技術(shù);2016年11期

5 李凱朋;王多書(shū);王濟(jì)州;董茂進(jìn);李晨;李坤;;膜層的光學(xué)薄膜參數(shù)測(cè)量方法研究[J];真空與低溫;2013年04期

6 付秀華;劉冬梅;張靜;;“光學(xué)薄膜與技術(shù)”課程體系整體優(yōu)化的研究與探討[J];長(zhǎng)春理工大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

7 ;第六屆國(guó)際光學(xué)薄膜技術(shù)及應(yīng)用研討會(huì)通知[J];紅外與激光工程;2012年06期

8 ;第六屆國(guó)際光學(xué)薄膜技術(shù)及應(yīng)用研討會(huì)通知[J];紅外與激光工程;2012年08期

9 范正修;;光學(xué)薄膜及其進(jìn)展[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2011年09期

10 王曉峰;;光學(xué)薄膜專(zhuān)題及其他[J];激光與光電子學(xué)進(jìn)展;2009年07期

相關(guān)會(huì)議論文 前10條

1 劉志宇;曹一鳴;王小輝;衛(wèi)紅;周鴻飛;;常用光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)軟件功能比較[A];薄膜技術(shù)高峰論壇暨廣東省真空學(xué)會(huì)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2009年

2 徐p馬

本文編號(hào)：2796405