VO_2涂層在一定溫度條件下可發(fā)生結構改變,其紅外特性也隨之發(fā)生巨大變化。尤其在中紅外波段(3μm~5μm)最為顯著。而此波段正是大多數(shù)激光武器以及光電探測系統(tǒng)的工作范圍,針對該性能在激光限幅方面的應用前景,本文從VO_2涂層的制備入手,以提高涂層純度及其激光限幅能力作為目標,開展仿真與實驗研究。為調控涂層的性能,論文最后還根據(jù)制備的VO_2涂層進行了增透膜系設計以及摻雜研究。本文完成的主要工作如下:1、在對比分析了VO_2多種制備方法的基礎上,確定了基于“磁控濺射+VO_2靶”的純VO_2涂層制備方法,即選擇VO_2靶作為靶材,使用射頻磁控濺射方法沉積VO_2涂層再進行退火熱處理。采用MATLAB仿真分析,得出滿足“相變后透過率低于1%,相變前透過率高于85%”這一要求的激光限幅的膜厚范圍為174nm~481nm。2、通過涂層制備工藝研究,獲得了不夾雜其他價態(tài)氧化釩的高純度的VO_2涂層。設計了正交實驗,以VO_2涂層在2μm~10μm的光學透過率為指標,優(yōu)化了具有良好激光限幅性能的VO_2涂層的工藝參數(shù),并采用XRD對工藝參數(shù)的影響機理進行了探討。3、研究了濺射時間對氧化釩涂層厚度的影響,采用橢偏儀對涂層光學參數(shù)進行了檢測,得到了VO_2涂層膜厚變化趨勢以及涂層相變前后不同的折射率n和消光系數(shù)k。4、利用TFC軟件對VO_2涂層的透過率隨厚度的變化趨勢展開了仿真研究,在此基礎上選取厚度250nm的VO_2涂層進行了增透膜系設計,改善了VO_2涂層的激光限幅性能。使用1064nm的可調連續(xù)激光器對摻鎢VO_2涂層的激光限幅性能進行了檢測,結果表明,適量的鎢摻雜可以使得VO_2涂層對更弱的激光具有限幅作用,但是摻雜量過少的情況下,并不會有明顯效果。
【學位單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：TG174.4
【部分圖文】：

的激光限幅技術著力于將來襲激光的能量或功率經(jīng)過各種途徑進行系統(tǒng)上的激光能量或功率大幅度降低，使其達不到光電探測系統(tǒng)的測系統(tǒng)。的目前激光防護即激光限幅的主要目的是為了防止重要目盲，防止光電子元件因為激光的照射而超過最大負載值或深度飽和幅的原理來分，主要可以分為以下三類：基于線性光學原理構成的原理的激光限幅、基于相變原理的激光限幅。照效應，激光照射會產(chǎn)生熱效應，使得被輻照材料溫度升高，而氧以用來實現(xiàn)激光限幅。其中 VO2、V3O2和 V2O5都可發(fā)生半導體相 MST 轉變[44]。拿 VO2來說，相變前的單斜畸變金紅石結構屬于半遠紅外波段高透過。隨著溫度升高，相變后變?yōu)樗姆浇鸺t石結構屬2中遠紅外波段低透過。雖然 V3O2和 V2O5也具有類似性質[45-47]。但2，而 V2O5對于激光的響應能力不如 VO2。VO2在波段范圍、響應適合于作為中紅外波段光電探測系統(tǒng)的激光限幅材料。其對來襲激進而達到激光限幅效果，同時其相變前的高紅外透過率也使得其對影響較小。氧化釩涂層的透射率相變示意圖見圖 1.5[48]。

化趨勢進行仿真研究，通過鍍制增透膜系以及摻雜的方法，分別對增強來襲激光的靈敏度方面做出研究。選擇靶材分析比較研究背景研究方法涂層基于激光限幅的 VO2涂層研究制備方法 表征磁控濺射法 激光限幅性能 組織成VO2靶 高低溫透過率XRD理論計算 正交實驗

激光限幅二氧化釩涂層制備及性能研究控濺射原理與設備介紹備介紹用 DE500 真空鍍膜系統(tǒng)制備氧化釩涂層，如圖 2.1 所示。DE500 真空鍍膜；主真空室配置 3 個強磁磁控濺射靶槍和 1 個熱蒸發(fā)源；磁控濺射靶槍可備兩臺 500WDC 電源，一臺 300WRF 電源，可以濺射金屬、非金屬以及采用機械手送樣，在不破真空的情況下將樣品傳送到主真空室；每個腔室泵、閥門、真空計等，可以獨立操作；整機采用計算機+PLC 全自動控制；一鍵抽真空，一鍵充氣，全自動送樣取樣；溫度控制和氣體壓力控制，工藝更加穩(wěn)定；整個系統(tǒng)水、電、氣采用集中供應管理方式，并且配有停車裝置，具有過壓、欠壓和相序保護；系統(tǒng)使用專用底線，具有安全可
【參考文獻】

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1 趙建川;郭汝海;孫濤;;艦載激光武器的發(fā)展歷程及趨勢分析[J];中國光學;2013年02期

2 馬喆;劉海軍;陳偉;;關于發(fā)展戰(zhàn)術防空激光武器的思考[J];現(xiàn)代防御技術;2011年06期

3 梁俊;高博;;激光對抗技術的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢[J];科技資訊;2011年29期

4 劉銘;;國外激光武器技術的發(fā)展[J];艦船電子工程;2011年04期

5 趙佳明;邊繼明;駱英民;呂盛;李壽波;李欣;;用于智能激光防護武器的二氧化釩薄膜研究進展[J];兵器材料科學與工程;2011年02期

6 姜百匯;馬春勛;;光電制導武器的激光致盲防護技術[J];飛航導彈;2009年01期

7 周影;吳志明;許向東;張一中;蔣亞東;;氧化釩薄膜的有機溶膠—凝膠制備及電學性能研究[J];傳感器世界;2008年11期

8 何云富;徐剛;朱俊;陳德明;王春平;;VO_2熱色智能玻璃研究進展[J];微納電子技術;2008年07期

9 王力民;楊甲勝;耿曉蕾;張洪濤;李海剛;;激光武器的發(fā)展動向與分析[J];艦船電子工程;2008年06期

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本文編號：2894433