以SiO₂、TiO₂、YF₃為單組分材料分別制備了SiO₂/YF₃、TiO₂/YF₃復(fù)合薄膜,探究復(fù)合后膜層的光學(xué)、力學(xué)以及抗激光損傷性能的變化情況.采用雙源共蒸技術(shù),通過控制膜料蒸發(fā)時的沉積速率制備了混合摩爾比為1∶1的兩種氟氧化物復(fù)合薄膜,對復(fù)合膜層的折射率、消光系數(shù)、透射特性、表面形貌、粗糙度進(jìn)行了測量,并研究了其抗激光損傷性能.結(jié)果表明:SiO₂/YF₃、TiO₂/YF₃復(fù)合膜層的折射率分別為1.478 7和1.864 6（波長550 nm）,介于單組分材料之間（YF₃為1.493 6、SiO₂為1.465 1、TiO₂為2.048 3）,且均呈現(xiàn)正常色散分布;ZYGO干涉測量的結(jié)果顯示,SiO₂/YF₃膜層的應(yīng)力值為1.9 GPa... 

【文章來源】：光子學(xué)報. 2020,49(08)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

單組分膜層和復(fù)合薄膜的AFM圖

可以看出，在可見至紅外波段范圍內(nèi)，折射率走向呈平穩(wěn)下降態(tài)，薄膜樣品的折射率和消光系數(shù)均隨波長的增加逐漸變小并趨于穩(wěn)定，符合正常的色散趨勢.圖1(a）中，在波長550 nm處，SiO2/YF3、TiO2/YF3復(fù)合薄膜的折射率分別1.478 7和1.864 6.SiO2和YF3同為低折射率材料，復(fù)合之后的SiO2/YF3的折射率仍介于單組份的SiO2和YF3之間，TiO2/YF3復(fù)合薄膜的折射率則介于高折射率TiO2和低折射率YF3之間.由圖1(b）可知，樣片的消光系數(shù)均勻且穩(wěn)定，SiO2、YF3、TiO2膜層均屬于弱吸收薄膜，對于弱吸收薄膜，其消光系數(shù)可表示為k=αλ/4π[20]，其中，k為薄膜的消光系數(shù)，α為薄膜的吸收系數(shù)，從該式中可以看出薄膜的吸收與消光系數(shù)成正比，所以可以用消光系數(shù)來反應(yīng)薄膜的吸收情況，由此能夠說明氟氧化物的復(fù)合薄膜吸收較小.圖2分別為在石英基底上通過分光光度計實際測量以及理論模擬得到的薄膜的透過率光譜曲線.

圖2分別為在石英基底上通過分光光度計實際測量以及理論模擬得到的薄膜的透過率光譜曲線.圖2(a）中，在石英基底上沉積的SiO2和YF3薄膜從紫外280 nm跨度可見到近紅外表現(xiàn)出較高的透射率，到短波紫外區(qū)域之后，膜層的本征吸收造成透射率急劇降低，SiO2/YF3與單一SiO2、YF3薄膜的透射光譜呈現(xiàn)出高度的一致性，較低的折射率使得石英基底上膜層的增透效果較為優(yōu)良.TiO2薄膜透射率在380 nm到近紅外高，紫外區(qū)迅速降為0,TiO2/YF3的光譜曲線走向與TiO2薄膜較為相似，均出現(xiàn)了由薄膜干涉造成的峰谷，但復(fù)合膜層的透過率整體較高，這是因為復(fù)合YF3之后，折射率低于單一TiO2材料.對比圖2(b）圖中用TFC模擬了氧化物和氟化物在混合材料比為1∶1情形下SiO2/YF3、TiO2/YF3復(fù)合膜層的透過率曲線，能夠看出復(fù)合薄膜實際測量的透過率曲線與理論模擬的結(jié)果非常接近.考慮到TFC軟件中對于材料的吸收忽略不計，而實測曲線呈現(xiàn)出材料的紫外吸收截止限，理論上認(rèn)為二者相似是合理的，則共蒸得到復(fù)合膜層的透射率測量結(jié)果較為準(zhǔn)確.

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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碩士論文
[1]光學(xué)薄膜應(yīng)力的分布與控制研究[D]. 高春雪.東南大學(xué) 2015



本文編號：3119462