用于红外激光防护的高开关率VO2薄膜

摘要

采用反应离子束溅射和后退火处理技术在石英玻璃基底上制备了具有纳米粒子的二氧化钒(VO2)薄膜.该薄膜具有半导体-金属相变特性,在3μm处的开关率达到76.6％.热致相变实验结果给出了准确的最佳退火温度为465℃.仿真、热致相变和光致相变实验都显示VO2薄膜在红外波段具有很高的光学开关特性.光电池防护实验结果显示VO2薄膜将硅光电池的抗干扰能力提升了2.6倍,证明了VO2在激光防护中的适用性.采用连续可调节系统研究得到VO2在室温条件下的相变阈值功率密度为4.35 W/cm2,损伤阈值功率密度为404 W/cm2.低相变阈值和高损伤阈值都进一步证明VO2薄膜适用于激光防护系统.本实验制备的VO2薄膜在光开关、光电存储器、智能窗等方面也具有广泛的应用价值.