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本论文的主要工作是对常规工艺下和离子辅助条件下沉积的薄膜的特性进行比较研究,研究的薄膜包括单层膜和多层膜。 1.单层膜的研究 研究的单层膜为TiO2、Ta2O5、Nb2O5等氧化物介质薄膜,对比研究了常规工艺下和离子辅助条件下它们的光学特性和机械特性。光学特性涉及折射率、消光系数、波长漂移、聚集密度和表面粗糙度,机械特性涉及硬度和附着力。通过研究,发现离子辅助沉积对单层薄膜的光学特性和机械特性均有明显改善。IAD使Nb2O5薄膜的聚集密度提高了14%,折射率从常规工艺的2.03提高到2.18,膜层的附着力和牢固度从常规工艺的1.0×107N/m2提高到129.7×107N/m2;同样,Ta2O5薄膜的聚集密度提高了13%,折射率从常规工艺的2.03提高到2.23;TiO2薄膜的聚集密度提高了20%,折射率从常规工艺的2.03提高到2.37。 2.多层膜的研究 采用霍尔源离子辅助沉积(IAD)技术制备了ZnS/MgF2、Nb2O5/SiO2、TiO2/SiO2多层膜窄带干涉滤光片,并与常规沉积条件下制备的样品做了比较。发现离子辅助明显地地减小了滤光片的光谱漂移(Δλ):ZnS/MgF2多层膜窄带干涉滤光片实测漂移Δλ<0.5nm,光谱稳定性得到很大提高。计算了滤光片中MgF2膜层的聚集密度,离子辅助使MgF2的聚集密度从常规条件下的0.70提高到0.97,增幅达38%。同时发现间隔层对光谱漂移的影响最大,越远离间隔层的膜层,其影响越小;而Nb2O5/SiO2多层膜窄带干涉滤光片漂移Δλ从常规工艺的29.4nm降到12.4nm;TiO2/SiO2多层膜窄带干涉滤光片漂移Δλ从常规工艺的24.7nm降到8.4nm。 总之,无论是单层膜还是多层膜,离子辅助样品相对常规工艺样品的特性得到明显改善。