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。

钒的氧化物具有对温度敏感的半导体-金属可逆相变特性.在多种钒氧化合物中,VO2的相变温度点约为68℃,适用于很多应用领域.VO2长期暴露在空气中时,会被氧化.研究了通过制备VO2/Al2O3复合膜系来保持氧化钒薄膜的稳定性的方法.采用TFCalc薄膜设计软件,设计了VO2/Al2O3复合膜系.依据材料的折射率和消光系数,优化了膜系各膜层的厚度,分析了复合膜系的相变特性.采用磁控溅射方式制备了氧化钒薄膜,再通过氧氩混合气氛热处理得到VO2占主要成分的氧化钒薄膜.在氧化钒薄膜上采用射频磁控溅射方法封装了120nm厚的Al2O3膜.利用分光光度计测量分析了膜系的相变特性,Al2O3膜对VO2膜的相变性能影响很小.Al2O3膜适于VO2薄膜的封装.

用溶胶-凝胶法制备了Fe-Al2O3铁磁金属-非磁绝缘体基体薄膜。实验结果表明, 当Fe与Al2O3的质量比为1∶1, 热处理温度为420℃时, 所制备的薄膜具有最大的磁致旋光(Faraday)效应, 测得的费尔德(Verdet)常数V=(6.8×104)°/(T·cm)。通过分析, 得出了Fe-Al2O3薄膜巨磁Faraday旋光效应主要是由光、磁场与薄膜相互作用产生剧烈塞曼(Zeeman)分裂引起的。对影响薄膜Faraday旋光效应的各种主要因素进行了讨论。

用脉冲激光沉积方法,以多靶交替溅射方式,在SiO2/Si基底上沉积镱铒共掺Al2O3光学薄膜,讨论了脉冲激光能量对薄膜沉积速率、表面形貌、光致发光强度的影响.在脉冲激光能量较高条件下制备出的薄膜的光致发光性能较好,脉冲激光能量较低条件下制备出的薄膜的表面形貌较均匀.综合放大器增益系数对光致发光强度和光刻工艺对薄膜表面形貌的要求,薄膜应该在合适的激光能量下制备.脉冲激光溅射沉积方法与中频磁控溅射方法相比,在抑制上转换发光方面具有优越性.

讨论了激光退火工艺参量对镱铒共掺Al2O3薄膜表面形貌和退火均匀性的影响。薄膜样品被置放于衰减扩束透镜的3倍焦距位置时,薄膜上8 mm半径区域内近似均匀退火;退火时间为32 s时,表面形貌与退火前基本相同。阈值退火功率为5 W,最佳退火功率为20 W。对相同工艺制备的镱铒共掺Al2O3薄膜分别进行CO2激光退火和热退火处理,光致发光(PL)谱测量表明,前者峰值强度比后者强10倍以上,并且热退火光致发光强度随抽运功率增加出现饱和、下降,而激光退火近似随抽运功率单调线性增强。

采用反应射频磁控溅射技术，通过调整溅射靶面上金属Er和Yb的面积比例制备出了不同Yb含量的Er/Yb共掺Al2O3薄膜，重点探讨了薄膜制备过程中Er、Yb成分比例控制的可靠性及Yb的掺杂浓度对Er/Yb共掺Al2O3薄膜室温光致荧光谱强度及峰型的影响。利用卢瑟福背散射谱(RBS)和电子能谱(EDX)对薄膜成分进行的分析表明

介绍一种用溶胶-凝胶方法制作掺铒Al2O3薄膜的工艺.实验测量了薄膜样品的光致发光光谱特性.结果表明光致发光光谱的峰值波长为1.536 μm,半值宽度为34 nm;同时测量了光致发光光谱的峰值强度与泵浦功率、掺铒浓度及退火温度之间的关系.