为了研制具有高效电磁屏蔽功能的反红外、透1064nm激光的滤光片，基于金属薄膜诱导理论和多层薄膜的干涉原理，设计了诱导滤光膜的膜系结构，并讨论了金属Ag薄膜厚度误差对滤光片光谱性能的影响。采用离子束辅助沉积的方式制备膜系中的介质薄膜，采用离子束溅射方式制备了金属Ag薄膜; 利用放大膜厚控制误差的方法，精确地监控薄层金属Ag膜的沉积厚度，同时避免了Ag膜被氧化。通过工艺实验，制备的滤光片在1064nm激光波长的透射率达到88%以上、中长波红外波段反射率达90%以上，对18～36GHz电磁波屏蔽效能达到23dB以上，具有良好的中长波红外及电磁波屏蔽功能。
电磁屏蔽 滤光片 Ag薄膜 离子束溅射 electromagnetic shielding filter Ag film ion beam sputtering
1 西安应用光学研究所， 西安 710065
2 西安飞机工业(集团)有限责任公司， 西安 710089
采用电子束蒸发镀膜方法在K9玻璃基底上分别镀制了ITO/SiO2/ITO,ITO/Ti2O3/ITO和ITO/MgF2/ITO结构的多层薄膜，用四探针方块电阻仪测量薄膜表面的方块电阻，用原子力显微镜观测样品的表面微观形貌。结果显示，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜的物理厚度小于100nm时，各层ITO薄膜之间通过山峰状的凸起结构相连通，导致样片表面的方块电阻测量值与各层ITO薄膜电阻的并联值相当。这表明，当ITO薄膜的粗糙度较大且介质薄膜厚度较小时，各层ITO薄膜表现出电阻并联效应。利用多层ITO薄膜的电阻并联效应设计并制备了450～1200nm超宽光谱透明导电薄膜，用四探针方块电阻仪测量了试验样片的表面方块电阻，用紫外可见近红外分光光度计测试了样片的光谱透射率。结果显示，在相同表面方块电阻条件下，相比于单层ITO薄膜，利用ITO薄膜电阻并联效应所制备的多层透明导电薄膜具有更高的光谱透射率。
电子束蒸发 ITO薄膜 方块电阻 超宽光谱 electron beam evaporation ITO thin films square resistance superwide spectrum
为了研究 Al2O3薄膜在蓝宝石光学窗口中的应用, 采用离子束溅射技术制备了不同工艺条件下的 Al2O3薄膜, 根据薄膜的测试结果对薄膜的折射率和消光系数进行了拟合, 分析了工艺条件对 Al2O3薄膜性能的影响。在蓝宝石窗口上用 ZnS和 Al2O3作为高、低折射率材料, 设计并制备了电视(600～ 900 nm)和中红外(3.4～4.8 .m)双波段高效减反射薄膜, 测试结果表明, 薄膜的减反射效果良好, 具有较强的环境适应性, 适合于作为光学窗口薄膜。而 Al2O3薄膜吸潮引起的 2.8～3.5 .m波段的吸收, 以及蓝宝石基片在 4.0 .m之后的吸收是造成透射率较低的主要原因。
离子束溅射 Al2O3薄膜 光学窗口 环境适应性 ion beam sputtering, Al2O3 film, optical window, e
为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况, 在不同基底温度环境下, 通过离子辅助电子束蒸发方式, 在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜, 利用分光光度计测量光谱透过率, 依据光学薄膜相关理论, 计算了基底温度在25℃～300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611 nm～348.447 nm, 以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟, 给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。
离子辅助电子束蒸发 薄膜光学常数 基底温度 氧化铝薄膜 ion-assisted electron beam evaporation optical constants of thin films substrate temperature alumina thin films
中波红外宽带通滤光膜通常膜系层数多，膜层总厚度非常大（厚度达到10 μm左右），膜层的镀制工艺难度较大。通过分析红外带通滤光片几种设计方法的特点，并结合实际镀制工艺技术，采用了长波通与短波通及非规整薄膜设计技术相结合的方法，设计了以锗材料为基底的中波3 μm～５ μm宽带通滤光膜。该设计大幅度降低了膜层的总厚度（约为8.65 μm），缩短了膜层的镀制周期，提高了膜层的牢固度；在膜层的镀制工艺过程中，通过改变薄膜材料的蒸发速率、修正蒸发硫化锌材料时电子枪的扫描方式、调整蒸发材料在坩埚中的装载方法，使膜层获得了优异的光谱性能，其通带平均透过率大于96%，截止区域的平均透过率小于1%。
宽带通滤光片 膜厚控制精度 膜层总厚度 broad band pass filter film thickness control accuracy total thickness of film layers
为了对沉积在大曲率球面零件表面的光学膜厚分布进行理论分析计算, 首先确定了工艺配置, 然后通过数学建模确定出计算函数式, 最后通过数值积分分别对蒸发源为点源(n=0)和蒸发源为面源(n=1, 2)进行了计算。计算结果与实验结果比较后表明: 在本文确定的工艺条件下, n=2时计算结果与实验结果比较吻合。证明采用本文设计的建模方法结合恰当的蒸发源发射特性, 通过数值计算, 完全可以对大曲率球面零件的膜厚分布进行计算。
光学膜层厚度 大曲率光学零件 数值计算 optical film-thickness large curvature spherical accessory numerical calculation
1 西安工业大学, 陕西 西安 710032
2 白俄罗斯国立信息与无线电大学, 白俄罗斯 明斯科 220013
主要研究采用离子束反应溅射(RIBS)制备SiO2薄膜的折射率、消光系数、化学计量比与氧气在氩氧混合工作气体中含量及其沉积速率的关系。研究结果表明：RIBS制备的SiO2薄膜在0.63 μm处折射率n= 1.48，消光系数小于10-5；随着沉积速率的增加，薄膜的折射率和消光系数随之变大，当沉积速率超过0.3 nm/s，即使是在纯氧环境溅射，折射率值也不低于1.5；通过对红外透射光谱的主吸收峰位置研究得到沉积的SiO2薄膜为缺氧型，化学计量比不超过1.8，且红外吸收峰位置和SiO2折射率存在对应关系，因此在不加热衬底情况下使用RIBS制备SiO2薄膜时，会限制沉积速率的提高。
氧化硅 反应离子束溅射 光学常数 沉积速率 silicon oxide reactive ion-beam sputtering optical constant deposition rate
1 西安工业大学,陕西西安710032
2 白俄罗斯国立信息与无线电大学,白俄罗斯明斯科220013
比较了磁控反应溅射(RMS)法与离子束反应溅射(RIBS)法沉积得到的氧化硅薄膜的光学特性，并确定了其对折射率n、消光系数k、沉积速率和混合工作气体Ar/O2中氧含量的依赖性关系。工作气体中O2含量大于15％时通过RMS法沉积的氧化硅薄膜在0.63μm波长折射率约为1.52～1.55，消光系数低于10-5。当O2含量在80％以上时RIBS方法沉积氧化硅薄膜的折射率n=1.52～1.6，消光系数低于10-5。用RMS沉积SiO2薄膜，当氧气量超过15％时发生反应模式，此时沉积速率下降近5倍。而用RIBS时，沉积速率并不依赖氧气在混合工作气体中的含量。
磁控反应溅射 离子束反应溅射 折射率 消光系数 reactive magnetron sputtering reactive ion-beam sputtering refractive index extinction coefficient
