發(fā)布時間：2021-04-21 15:35

　　大口徑主鏡是大型光學(xué)系統(tǒng)的核心元件,如大型天文望遠(yuǎn)鏡,其空間分辨率和聚光能力主要與主鏡直徑密切相關(guān)。隨著科學(xué)研究發(fā)展的需要,大型光學(xué)系統(tǒng)的需求日益突出,主鏡口徑越來越大。大口徑主鏡不僅制造工藝?yán)щy,造價昂貴,而且主鏡薄膜的制備也是非常重要和十分困難的。通常,主鏡膜層需要滿足兩個要求:1)寬光譜帶高反射率,即寬觀測波段范圍內(nèi)薄膜具備盡可能高的反射率;2)長使用壽命,且便于日常維護(hù)和重新脫膜鍍膜。此外,鍍膜過程中主鏡面型的控制也十分關(guān)鍵。金屬銀（Ag）以其優(yōu)異的光譜特性成為了主鏡鍍膜領(lǐng)域最引人關(guān)注的材料,如何制備光學(xué)性能優(yōu)、環(huán)境穩(wěn)定性好、使用壽命長的銀反射鏡一直是大口徑主鏡鍍膜的技術(shù)挑戰(zhàn)。本文分別以磁控濺射和熱蒸發(fā)為技術(shù)手段,開展了鏡面向上放置、向下濺射和蒸發(fā)制備銀基高反射鏡的技術(shù)研究。本文以磁控濺射鍍膜機(jī)為實(shí)驗平臺,系統(tǒng)地開展了磁控濺射制備四層結(jié)構(gòu)（Sub/NiCrN_x/Ag/NiCrN_x/SiN_x/Air）銀反射鏡工藝實(shí)驗研究。針對濺射制備的該膜系樣品容易出現(xiàn)短波反射率偏低的特點(diǎn),提出了一種新的制備工藝,即使用一定比例A... 

【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院光電技術(shù)研究所)四川省

【文章頁數(shù)】：150 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 大口徑主鏡膜系的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 大口徑主鏡銀反射膜制備的相關(guān)問題
        1.3.1 金屬銀膜的光學(xué)性質(zhì)及其制備
        1.3.2 銀反射鏡的環(huán)境穩(wěn)定性
        1.3.3 薄膜厚度分布均勻性的修正
    1.4 本論文主要研究內(nèi)容
第2章 磁控濺射制備大口徑主鏡銀反射鏡工藝研究
    2.1 引言
    2.2 磁控濺射制備銀反射鏡工藝參數(shù)優(yōu)化
        2.2.1 實(shí)驗樣品制備
        2.2.2 單層膜工藝參數(shù)優(yōu)化
        2.2.3 多層膜樣品實(shí)驗制備
    2.3 銀反射鏡反射率偏低原因分析
        2.3.1 銀反射鏡樣品微觀結(jié)構(gòu)分析
        2.3.2 銀反射鏡樣品的元素分析
2/Ar混合濺射銀靶制備持久性銀反射鏡">    2.4 N₂/Ar混合濺射銀靶制備持久性銀反射鏡
2/Ar混合濺射制備單層銀膜">        2.4.1 N₂/Ar混合濺射制備單層銀膜
2對銀反射鏡樣品性能的影響">        2.4.2 N₂對銀反射鏡樣品性能的影響
    2.5 本章小結(jié)
第3章 銀反射鏡膜層厚度優(yōu)化及環(huán)境穩(wěn)定性研究
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗
        3.2.1 薄膜樣品制備
        3.2.2 加速環(huán)境實(shí)驗
        3.2.3 樣品特性表征
x過渡層厚度優(yōu)化">    3.3 NiCrN_x過渡層厚度優(yōu)化
        3.3.1 光學(xué)性質(zhì)
        3.3.2 濕熱試驗
        3.3.3 鹽霧試驗
x保護(hù)層厚度優(yōu)化">    3.4 SiN_x保護(hù)層厚度優(yōu)化
        3.4.1 光學(xué)性質(zhì)
        3.4.2 濕熱試驗
        3.4.3 鹽霧試驗
    3.5 銀基膜系的腐蝕機(jī)理
        3.5.1 單層銀膜的腐蝕特征
        3.5.2 四層結(jié)構(gòu)銀反射鏡的腐蝕機(jī)理
x的環(huán)境穩(wěn)定性">    3.6 SiN_x的環(huán)境穩(wěn)定性
x薄膜的環(huán)境穩(wěn)定性">        3.6.1 厚SiN_x薄膜的環(huán)境穩(wěn)定性
x薄膜的環(huán)境穩(wěn)定性">        3.6.2 薄SiN_x薄膜的環(huán)境穩(wěn)定性
    3.7 本章小結(jié)
第4章 大口徑磁控濺射鍍膜機(jī)膜厚均勻性分析
    4.1 引言
    4.2 磁控濺射膜厚分布理論基礎(chǔ)
    4.3 磁控濺射膜厚分布的理論計算模型
    4.4 Deimos5500磁控濺射鍍膜機(jī)均勻性分析
        4.4.1 無修正擋板時不同曲率光學(xué)元件的膜厚均勻性分析
        4.4.2 修正擋板校正平面主鏡薄膜厚度均勻性
        4.4.3 曲面主鏡的膜厚分布校正
    4.5 本章小結(jié)
第5章 逆向熱蒸發(fā)制備大口徑主鏡銀反射鏡
    5.1 引言
    5.2 實(shí)驗
        5.2.1 ZZS3200高真空鍍膜機(jī)結(jié)構(gòu)
        5.2.2 膜系設(shè)計
        5.2.3 逆向熱蒸發(fā)制備銀膜
        5.2.4 銀反射鏡的制備
        5.2.5 薄膜樣品的測試
    5.3 銀加介質(zhì)保護(hù)反射鏡的實(shí)驗結(jié)果分析
        5.3.1 薄膜樣品的光譜特性
        5.3.2 薄膜樣品的剖面形貌
        5.3.3 薄膜樣品的環(huán)境穩(wěn)定性
        5.3.4 Ф500mm口徑銀反射鏡樣品鍍制
    5.4 銀加介質(zhì)增強(qiáng)膜系的可行性研究
        5.4.1 材料選擇
3與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆">        5.4.2 CeF₃與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆
3與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆">        5.4.3 LaF₃與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆
x與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆">        5.4.4 SiO_x與ZnS介質(zhì)增強(qiáng)膜堆
    5.5 本章小結(jié)
第6章 總結(jié)與展望
    6.1 論文主要工作
    6.2 論文創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 存在的問題和對后續(xù)工作的建議
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡歷及攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]磁控濺射制備持久性銀反射鏡研究[J]. 徐旭,何文彥,王長軍,魏銘,李斌成.  中國激光. 2016(12)
[2]逆向熱蒸發(fā)制備望遠(yuǎn)鏡主鏡銀反射膜（英文）[J]. 徐旭,劉洪祥,李斌成,裴文俊.  光子學(xué)報. 2016(06)
[3]熱蒸發(fā)紫外LaF3薄膜光學(xué)性能和結(jié)構(gòu)表征[J]. 常艷賀,金春水,李春,靳京城.  中國激光. 2012(10)
[4]3.6m大口徑鍍膜機(jī)膜厚均勻性分析[J]. 艾萬君,熊勝明.  光電工程. 2011(11)
[5]磁控濺射技術(shù)及其發(fā)展[J]. 李芬,朱穎,李劉合,盧求元,朱劍豪.  真空電子技術(shù). 2011(03)
[6]靶材刻蝕對磁控濺射鍍膜厚度分布的影響[J]. 張勇喜,金秀,胡雯雯,宋姝,張玲玲,張岳.  光學(xué)儀器. 2011(01)
[7]大口徑光學(xué)元件薄膜厚度均勻性修正[J]. 王長軍,熊勝明.  強(qiáng)激光與粒子束. 2007(07)
[8]鉻過渡層對銀膜光學(xué)性質(zhì)及附著力的影響[J]. 孫喜蓮,邵建達(dá).  中國激光. 2006(12)
[9]平面行星夾具的物理氣相沉積均勻性計算[J]. 方明,范正修,黃建兵.  計算物理. 2006(06)
[10]平面行星夾具均勻性修正擋板設(shè)計方法研究[J]. 方明,鄭偉軍,吳明,范瑞瑛,易葵,范正修.  真空科學(xué)與技術(shù)學(xué)報. 2006(04)

博士論文
[1]真空紫外光學(xué)薄膜制備及其性能檢測技術(shù)研究[D]. 郭春.中國科學(xué)院研究生院（光電技術(shù)研究所） 2014
[2]不同濺射方法薄膜制備的理論計算及特性研究[D]. 于賀.電子科技大學(xué) 2013
[3]大口徑天文光學(xué)望遠(yuǎn)鏡主鏡鍍膜的研究[D]. 倫寶利.中國科學(xué)院研究生院（云南天文臺） 2013
[4]中紅外激光薄膜的研究與制備[D]. 王穎.浙江大學(xué) 2009
[5]微波ECR磁控濺射制備超薄a-SiNx薄膜及其特性研究[D]. 丁萬昱.大連理工大學(xué) 2007
[6]納米Ni-Cr薄膜的制備、表征及其性能研究[D]. 晏建武.中南大學(xué) 2006
[7]中遠(yuǎn)紅外激光薄膜技術(shù)研究[D]. 黃偉.四川大學(xué) 2005



本文編號：3152023