锑化铟的电极因三维特性易产生侧壁断裂问题，互联的铟柱会侵入电极内部，影响锑化铟芯片的可靠性。使用离子束溅射沉积、热蒸发、磁控溅射等方法制备三维电极体系，并通过聚焦离子束(Focused Ion Beam, FIB)方法以及扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope, SEM)对其进行表征。结果表明，通过热蒸发、磁控溅射制备的电极三维覆盖情况较好，但存在电极脱落和剥离困难的问题；离子束溅射沉积方法可通过改变沉积角度、移除修正挡板来实现锑化铟三维电极的高质量制备。

近红外波长为1.064 μm的激光是激光测距、自由空间光通信和空间光学遥感等应用中的主要激光光源之一。窄带滤光片是抑制背景光干扰的关键元件之一,目前大部分滤光片的半峰全宽为几纳米。本文研制了中心波长为(1064±0.05) nm、半峰全宽为0.19 nm、峰值透过率可达70.2%的带通滤光片,并考察了不同温度(100,200,300 ℃)退火处理后滤光片的表面形貌和光谱特性的变化。实验结果表明:滤光片的表面光滑,受退火温度的影响很小;滤光片的透射光谱随着退火温度的升高向长波方向移动,在100 ℃退火处理3 h的滤光片的光谱漂移量为0.03 nm,说明该滤光片可在温控条件有限的空间光学系统中使用。

针对大口径光学元件溅射沉积膜厚不均匀的问题, 采用离子束溅射平坦化层来改善光学元件表面粗糙度.利用膜厚检测仪测出光学元件沉积面上的中心区域以及各边缘区域的膜厚值, 计算离子束在光学元件中心与边缘驻留时间比, 并通过MATLAB拟合驻留时间分布规律, 根据所得的数据进行逐级修正.实验结果表明, 当驻留时间比优化为-26.6%时, 可以实现在直径300~600 mm大口径的光学元件上均匀镀膜, 以熔石英表面上镀硅膜为例, 溅射沉积6 h, 表面膜厚为212.4±0.3 nm, 薄膜均匀性达到0.4%.

采用离子束溅射法通过在CH4和Ar 的混合气体中溅射Ge靶材制备碳化锗(Ge1-xCx)薄膜.分别通过原子力显微镜、拉曼光谱和X射线光电子能谱、傅里叶变换红外光谱以及纳米压痕测试研究了薄膜的表面形貌、化学结构、光学特性和力学特性.同时分析了制备薄膜时的离子源束压和薄膜性质之间的关系.结果表明,薄膜的粗糙度随束压的增大而减小.在较高束压下制备的薄膜含有较少的C元素和较多的Ge-C键.薄膜具有非常好的红外光学特性和力学特性.薄膜在较大波长范围内具有良好的透光性能.C元素含量随着束压的升高而降低,进而导致薄膜的折射率在束压从300 V增大到800 V的过程中逐渐升高.薄膜的硬度大于8 GPa.由于薄膜中的Ge-C键代替了C-C 键和C-Hn键,薄膜的硬度随束压的增加逐渐增加.

为了制备满足设计要求的宽角度、宽波段减反膜, 利用离子束溅射沉积技术, 在时间-功率控厚的模式下, 对膜层沉积速率进行了精确修正。在实验中, 利用时间-功率控厚的离子束溅射沉积技术, 选择HfO2和SiO2作为高低折射率组合, 在超抛ZF6玻璃基底上制备了宽角度、宽带减反膜, 通过对实验后的透过率光谱曲线的数值反演计算, 获得膜层厚度修正系数, 初步得到了沉积速率随沉积时间变化的规律。利用修正后的沉积参数制备设计的膜系, 在0°~30°入射角度下, 600~1 200 nm波段的平均透过率达到99%以上。

采用Needle法,对全内腔绿光He-Ne激光器膜系进行设计,并给出了所设计膜系的光谱性能。利用离子溅射镀膜技术镀制了所设计的膜片并且给出了测量结果。制备了多种规格的全内腔绿光He-Ne激光器并且讨论了相关工艺。其中腔长420 mm的全内腔绿光He-Ne激光器的典型输出光功率为3 mW(单模),腔长360 mm的典型输出光功率为2 mW(单模),腔长240 mm的典型输出光功率为1 mW(单模),腔长100 mm的小短管子也能有0.1 mW的出光功率。

用离子束溅射沉积的方法制备的TiO2、ZrO2薄膜的光吸收损耗明显降低,对其折射率、光吸收和抗激光损伤阈值等特性进行了分析.

用双离子束溅射法在50℃以下的玻璃基片上淀积了类金刚石碳(DLC)膜.研究了轰击离子能量、轰击离子束流密度及轰击源内氢/氩流量比例对淀积片红外透射特性的影响.所用波段是1.5～5.5μm.结果表明,对所有淀积样片,其相对透过率均随波长增长而增大.在每组实验中,随如上各可变参量的增大,各样片的相对透过率～波长曲线均有先上升后下降的规律.确定了各组相应的临界参数.结果还表明,轰击源不含氢并不影响DLC膜的制取,但轰击源合氢时所制得的膜具有更好的红外透射性.从结构变化的角度解释了上述规律.