概述了国内外关于～2μm波段发光的掺Tm3+, Ho3+和Er3+等激光晶体镀膜的使用情况, 结合我们实验室已有的工作基础, 对其设计原理和制备工艺进行了详细分析, 制备出了较高性能2.94μm的激光薄膜。

用热蒸发方法沉积了薄膜滤光片.并将样品分别在去离子水中浸泡10天和30天.通过分光光度计、光学暗场显微镜、及扫描电子显微镜等多种测试手段,对诱导透射滤光片在潮湿环境下的稳定性进行了研究.实验发现,在潮湿环境下滤光片产生的膜层分离都是从薄膜中微缺陷点处开始发生和发展的,微缺陷是影响滤光片环境稳定性的重要原因之一,其中杂质和针孔是滤光片中两种最常见的微缺陷.EDS能谱分析进一步表明,薄膜中杂质缺陷成分即为Al2O3膜料本身,所以不能推测,薄膜沉积中的喷溅可能是微缺陷产生的根本原因,抑制喷溅可以有效提高薄膜滤光片的环境稳定性.最后还用扩散理论对微缺陷引起滤光片失效的机理进行了分析.

综述了近几年薄膜应力研究的重点及新进展,探讨了薄膜应力研究的发展方向。

应用于啁啾脉冲放大技术中的脉宽压缩光栅是基于多层膜作为基底,利用全息干涉技术和离子束技术刻蚀而成。脉宽压缩光栅的衍射效率和抗激光损伤阈值一方面依赖于光栅结构的设计,另一方面很大程度上取决于作为基底的多层膜的设计。给出了以413.1 nm作为写入波长,1053 nm作为使用波长的多层介质光栅膜的设计,样品在ZZS-800F型真空镀膜机上采用电子束蒸发方式沉积而成,并给出了膜系结构对光学性能影响因素的详细分析,结果表明膜系H3L(H2L)9H0.5L2.03H满足光栅膜的指标。给出了样品光学特性测试,其使用波长处的透射率<0.5%,写入波长处的透射率>90%,测试表明样品满足设计要求且实验结果和理论设计符合得很好。

采用ZYGO MarkⅢ-GPI数字波面干涉仪对电子束蒸发方法制备的ZrO2薄膜中的残余应力进行了研究,讨论了沉积温度、沉积速率等工艺参量对ZrO2薄膜残余应力的影响。实验结果表明

ZrO2薄膜样品在不同的沉积温度下用电子束蒸发的方法沉积而成。利用X射线衍射(XRD)仪和原子力显微镜(AFM)检测了ZrO2薄膜的晶体结构和表面形貌,发现室温下沉积ZrO2薄膜样品为非晶结构,随着沉积温度升高,ZrO2薄膜出现明显的结晶现象,在薄膜中同时存在四方相及单斜相。薄膜表现为自由取向生长,晶粒尺寸随沉积温度升高而增大。同时发现薄膜中的残余应力随沉积温度的升高,由张应力状态变为压应力状态,这一变化主要是薄膜结构变化引起的内应力的作用结果。同时讨论了不同沉积温度对ZrO2薄膜光学性质的影响。

围绕着激光预处理的增强机理和具体工艺,进行了小光斑扫描处理的实验探索,对0.532 μm波长预处理的实验结果进行了分析,进一步证实了激光预处理对改善光学薄膜质量、提高光学薄膜损伤阈值的有效性和可行性,并从实验角度给予了一定的分析解释。

通过对一系列1.06 μm HfO2/SiO2全反膜样品进行的激光损伤阈值测试，以及二次离子质谱杂质含量测定的结果进行的比较分析，提出了减小膜系制备过程中杂质污染是提高光学薄膜激光损伤阈值行之有效的途径。将理论分析运用于具体生产实践中，获得了令人满意的结果。

从加快热传导及其减小光能吸收两个方面入手, 讨论了通过增镀介质膜提高铝镜和硅窗口的激光对抗能力的具体措施及其可行性。在1.06 μm红外激光与铜蒸气激光损伤实验中, 经过加固的样品的损伤阈值均有所提高, 从而验证了加固措施的合理性。

本文以TiO2薄膜为例,研究并分析了不同能量的离子束辅助淀积的薄膜的光学性能、激光破坏阈值及微结构。