天津市薄膜光学重点实验室 天津津航技术物理研究所, 天津 300300
光学薄膜的力学及热力学特性决定了光学系统性能的优劣。采用双离子束溅射的方法在硅<110>和肖特石英Q1基底上制备了SiO2薄膜, 并对制备的膜层进行退火处理。系统研究了热处理前后SiO2薄膜的力学及热力学特性。研究结果表明, 750 ℃退火条件下SiO2薄膜的弹性模量(Er)增加到72 GPa, 膜层硬度增加到10 GPa。镀完后未经退火处理的SiO2薄膜表现为压应力, 但是应力值在退火温度达到450 ℃以上时急剧降低, 说明热处理有助于改善SiO2薄膜内应力。经退火处理的SiO2薄膜泊松比(vf)为0.18左右。退火前后SiO2薄膜的杨氏模量(Ef)都要比石英块体材料大, 并且750 ℃退火膜层杨氏模量增加了50 GPa以上。550 ℃退火的SiO2薄膜热膨胀系数(αf)从6.78×10-7 ℃-1降到最小值5.22×10-7 ℃-1。
双离子束溅射 SiO2薄膜 退火 力学及热力学特性 dual ion beam sputtering (DIBS) SiO2 film annealing mechanical and thermoelastic characteristics 红外与激光工程
2018, 47(6): 0621002
1 中国科学院 长春光学精密机械与物理研究所中国科学院光学系统先进制造技术重点实验室, 吉林 长春 130033
2 中国科学院大学, 北京 100049
采用双离子束溅射物理沉积方法, 通过修正线性渐变沉积速率制备了高透过率、高色散系数的线性渐变滤光片。在不同材料的膜厚修正过程中, 通过匹配高低折射率材料的线性渐变趋势来减小两种材料的失配误差。利用微小光斑测试方法获得了线性渐变滤光片的线性渐变光谱数据, 使用扫描电子显微镜表征了滤光片的表面形貌及微观结构。测试结果表明: 制备的线性渐变滤光片各个位置的中心波长峰值透过率均达到85%以上, 其工作波长为650~1 050 nm, 中心波长的线性变化率为20 nm/mm, 线性度误差在5 nm以内, 带外截止度在0.1%以下。制备的线性渐变滤光片不仅具有好的光谱特性, 也具有良好的稳定性, 完全满足滤光片在空间应用时对小型化、集成化和稳定性的需求。
线性渐变滤光片 双离子束溅射 色散 透过率 膜厚修正 Linear Variable Filter(LVF) dual ion beam sputtering dispersion transmittance film thickness correction
1 玉林师范学院,物理与信息科学系,广西,玉林,537000
2 河南师范大学,物理与信息工程学院,河南,新乡,453007
3 深圳市深新隆实业有限公司,广东,深圳,518055
4 华中科技大学,光电子科学与工程学院,武汉,430074
用双离子束溅射沉积氧化铪光学薄膜,并对此工艺下制备的氧化铪薄膜进行了光学性质、残余应力、结构特性以及激光损伤特性的研究.实验结果表明,用双离子束溅射沉积的氧化铪薄膜不仅结构均匀,膜层致密,无定形结构,而且具有极低的散射和吸收,均匀的非晶结构,杂质缺陷少,激光损伤阈值高.
双离子束溅射沉积 氧化铪薄膜 激光损伤阈值 残余应力
1 中国科学院,长春光学精密机械与物理研究所,吉林,长春,130033
2 中国科学院,研究生院,北京,100039
利用石英晶体的双折射效应和特殊红外截止滤光片设计并实现了一种日夜两用光学低通滤波器.该滤波器置于CCD摄像机传感器前可以有效地降低或消除离散光电探测器对不同空间频率目标成像所产生的拍频效应或条纹混叠现象,并能消除红外光对彩色还原的影响,从而提高了CCD摄像机成像的视觉效果.在分析光学低通滤波器原理和红外截止滤光片作用的基础上,设计了一种特殊的红外截止膜系,可使CCD摄像机白天成彩色像,夜晚成黑白像.采用双离子束溅射技术在石英晶体薄片上淀积了该膜系,经测试,光谱特性满足设计要求,成像效果理想.
光学低通滤波器 红外截止膜 双离子束溅射
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.
双离子束溅射淀积 DLC膜 红外透过率
