用电子束蒸发法制备出四种不同Y2O3含量的Y2O3稳定ZrO2(YSZ)薄膜,用X射线衍射和透射光谱测定薄膜的结构和光学性能.结果表明:随着Y2O3含量的增加,ZrO2薄膜从单斜相向高温相(四方相和立方相)转变,获得了结构稳定的YSZ薄膜;YSZ薄膜的晶粒尺寸都比ZrO2薄膜的大,但随着Y2O3加入量的增加,晶粒尺寸有减小的趋势,薄膜表面也趋向光滑平整.所有YSZ薄膜的透射谱线都与ZrO2薄膜相似,在可见光和红外光区都有较高的透过率.Y2O3的加入还可以改变薄膜的折射率,在一定范围内可得到所需的任意折射率.

用不同的方法在石英玻璃,YAG晶体,K9玻璃和LiNbO3晶体等几种衬底上制备了ZrO2,HfO2和TiO2薄膜。HfO2薄膜利用电子束蒸发(EB)、离子束辅助(IAD)和双束离子束溅射(DIBS)三种方法沉积。对其中的一些样品进行了不同温度下的退火处理,对所有的样品进行X射线衍射(XRD)测试,以获得不同条件下得到的薄膜的晶相及晶粒尺寸等的微结构参数。实验结果表明,薄膜的晶相结构以及晶粒尺寸强烈地依赖于沉积过程的各种技术参数,如衬底的种类、沉积温度、沉积方法和退火温度。利用薄膜表面扩散以及薄膜成核长大热力学原理解释了不同技术条件下的晶相结构和晶粒尺寸不同的原因。

SiO2薄膜由电子束蒸发方法沉积而成。用GPI数字波面光学干涉仪测量了不同沉积条件下玻璃基底镀膜前后曲率半径的变化，并确定了SiO2薄膜中的残余应力。在其他条件相同的情况下，当沉积温度由190 ℃升高到350 ℃时，SiO2薄膜中的压应力由-156 MPa增大为-289 MPa。氧分压由3.0×10-3 Pa升高到13.0×10-3 Pa时，SiO2薄膜中的应力由-223.5 MPa 变为20.4 MPa。通过对薄膜折射率的测量，发现薄膜的堆积密度随沉积条件的改变也发生了规律性的变化。应力的变化主要是由于沉积时蒸发粒子的动能不同，导致薄膜结构不同引起的。同时，在样品的存放过程中，发现随着存放时间的延长，薄膜中的应力表现出了由压应力状态向张应力状态演变的趋势。

利用电子束蒸发方法在Yb:YAG晶体和熔融石英衬底上沉积单层ZrO₂薄膜,分别在673 K和1 073 K的温度下经过12 h退火以后,通过X射线衍射(XRD)分析了薄膜晶相,计算了薄膜的晶粒尺寸;利用表面热透镜技术获得了薄膜的吸收;测量了退火后薄膜的激光损伤阈值.实验结果表明:两种衬底上的薄膜结构受到退火温度和衬底表面结构的影响,高温退火有利于单斜相的形成,含单斜相的ZrO₂薄膜具有较高的激光损伤阈值,而由于衬底的吸收,Yb:YAG晶体上薄膜的损伤阈值远小于石英衬底上薄膜的损伤阈值.

全固态激光器(DPL)作为新一代的优质相干光源,具有广阔的应用前景。全固态激光器中使用的大量晶体给晶体镀膜的研究与发展提出了挑战。重点介绍了DPL用晶体镀膜的研究进展以及存在的问题,并对晶体镀膜的未来进行了展望。