离子束溅射制备不学薄膜的研究

摘要

离子束溅射以其出色的工艺稳定性、制备的薄膜性能优越等优点，已成为制备高性能光学薄膜的重要手段。本课题在实验室自制的设备上对离子束溅射的工艺进行了系统研究，对在不同工艺条件下制备的Nb2O5、Ta2O5和SiO2薄膜的特性包括光学特性、力学特性、薄膜微结构和表面形貌进行了深入研究，并系统地分析了离子源参数对材料特性的影响，以获得比较理想的制备条件。与采用离子辅助沉积和电子束蒸发制备的样品作了对比，结果显示离子束溅射制备的薄膜光学特性和微结构更加优越，并通过膜厚均匀性修正，使其成为一种出色的光学薄膜沉积方式。
　　 对离子束溅射制备多层光学薄膜展开讨论。对离子束溅射沉积速率的特性进行了研究，验证了其速率稳定和重复性好的优点，为时间监控方式提供了实验基础。研究了利用时间监控和晶振监控的方法对多层光学薄膜进行制备。针对晶振监控方式，研究了在不同材料上的沉积特性差异，并提出了对高低折射率材料分别采用不同晶片进行膜厚监控的方法，并详述其制备方法。对飞秒激光器用于色散补偿的啁啾镜的制备展开讨论。首先提出了用时间监控结合晶振监控方法对啁啾镜进行制备，成功制备了600nm-1000nm带宽可提供平均值为-50fs2GDD补偿量的啁啾镜。用晶振监控方法制备了啁啾镜对，通过使用实验室自制的白光干涉系统测得结果，取得了较满意的实验效果。

目录

文摘

英文文摘

致谢

第一章 绪论

1.1. 光学薄膜应用概述

1.2. 光学薄膜的常用制备方法

1.3. 离子束溅射技术的发展

1.4. 色散补偿薄膜简介

1.5. 本论文的研究内容和创新点

参考文献

第二章 离子束溅射原理及系统介绍

2.1. 离子束溅射的原理

2.2. 离子束溅射系统结构介绍

2.2.1． 射频离子源

2.2.2． 中和器

2.3. 小结

参考文献

第三章 离子束溅射沉积薄膜材料特性研究

3.1. 实验条件

3.2. 材料特性研究

3.2.1． 光学特性

3.2.2． 应力分析

3.2.3． 薄膜微结构

3.3. 膜厚均匀性修正

3.4. 小结

参考文献

第四章 多层光学薄膜制备的研究

4.1. 离子束溅射沉积速率特性研究

4.2. 时间监控方式制备薄膜

4.3. 石英晶体监控方式制备薄膜

4.4. 色散补偿薄膜的制备

4.5. 小结

参考文献

第五章 总结与展望

作者简介