铝基底上SiOx陶瓷膜层的CVD制备及结构性能

本研究采用常压化学气相沉积(CVD)的方法在金属铝基底上制备出硅氧化合物陶瓷膜层。介绍了陶瓷膜层的制备工艺及设备。通过SEM、TEM观察了该膜层的形貌，并用XPS测定了膜层的成分，用TEM分析了陶瓷膜层的结构特征。通过拉伸实验、划痕实验及弯曲实验考察了陶瓷膜层与铝基底的结合性能，结果表明，膜层与基底的结合非常好。     

双材料微悬臂梁结构设计及工艺参数优化

针对国内在双材料微悬臂梁焦平面阵列方面的研究仅限于无基底情况,提出并设计了以K9玻璃为基底,规模为120×120,器件单元大小为40μm×40μm,且基于牺牲层技术的双材料微悬臂梁阵列结构.分别采用旋涂法、等离子体增强型化学气相沉积和光刻技术制备牺牲层和红外吸收层,以及各层的图形化.并对器件制备过程中各阶段的工艺参数进行了优化,其中旋涂法转速为3 000r/min;等离子体增强型化学气相沉积技术沉积制备氮化硅薄膜方面,当基片温度350℃、射频功率100 W、反应压强70Pa、SiH4流量40mL/min、N2流量60mL/min时薄膜特性最佳.     

10.6μm激光分束镜的研制

本文针对激光分束镜的使用要求,着重介绍了10.6μm处1∶1分光且误差不超过±5%薄膜的研究与制备工艺。根据膜系设计基本理论,分别选取Ge和ZnS作为高、低折射率材料,借助膜系设计软件设计满足要求的膜层,并采用电子枪离子辅助沉积系统进行制备。通过优化镀膜工艺参数,在ZnS基底上制备了10.6μm处（透过率/反射率=49.5∶50.5）满足使用要求的薄膜,膜层具有较好的光学性能,其抗激光损伤、牢固度等性能指标均满足要求。     

离子束辅助沉积红外增透薄膜工艺

光纤接入网络的快速发展对光纤传输的光学性能方面提出了严格的要求.文中阐述了电子束离子辅助沉积系统在室温下镀制光纤端面近红外1520nm～1580nm范围增透膜的应用.讨论了膜料的选择、膜系的设计以及镀制过程中光学监控的工艺参数,制备出了光学性能较好的薄膜.     

干涉型激发滤光片的研究

介绍用等效折射率概念设计激发滤光片的原理和计算方法,在规整膜系设计中,采用了一种自动优化非规整匹配层的方法.依照改进的设计进行多次制备,找到了最佳制备工艺和方法,最终制备出能够满足要求的滤光片组.最后,对制备的滤光片薄膜进行了各种环境实验.实验结果表明,膜层的各项指标符合设计要求.     

硫化锌晶体加工工艺技术研究

随着军用光学仪器飞速发展,红外光学材料硫化锌（ZnS）广泛应用于红外光学系统中,以Φ35mm的硫化锌晶体为例,对硫化锌晶体加工研磨的工艺过程进行了研究,探讨了硫化锌晶体的抛光技术。通过使用不同的抛光粉及抛光模层材料,找到了使用数控抛光加工硫化锌晶体的最佳工艺匹配条件,解决了硫化锌晶体表面光洁度难以控制的加工技术难题。经过轮廓检测仪和Zygo干涉仪检测,硫化锌晶体表面光洁度达到III级以上,非球面面型精度能够达到0.2μm,中心偏差小于1μm,各项参数均满足红外光学系统的要求。     

日盲型紫外探测系滤光膜的研制

针对紫外探测系统利用紫外日盲区的特殊要求,选取HfO2和Mgf2、JGS1三种高低折射率材料组合形式。在石英基底上,采用电子束和离子辅助沉积技术及石英晶体振荡监控厚度方法。对HfO2和JGS1膜电子束沉积工艺进行了研究,对HfO2与不同材料组合的沉积工艺进行了优化,解决了膜层与基底之间附着力的问题,同时改善了Mgf2膜随厚度变化易的龟裂现象。研究了0.24~0.28μm紫外日盲波段薄膜的沉积工艺和光谱特性问题。     

电弧离子镀制备TiAlN膜工艺研究

采用阴极电弧离子镀技术在1Cr18Ni9Ti不锈钢基材上制备TiAlN膜层,镀膜装置为俄罗斯科学院UVN 0.5D2I电弧离子镀膜机,该设备由一个大功率的气体离子源和两个金属蒸发源组成.气体离子源具有气体离子轰击和辅助沉积的特点.研究了电弧电流、负偏压和气体离子源功率等工艺参数对膜层的影响规律.实验结果表明:气体离子源具有明显的细化金属颗粒的作用.提出了制备TiAlN膜层的最佳工艺,得到了厚度为5 ～10μm、相结构为Ti0.5Al0.5N、显微硬度为1200HV0.01的TiAlN膜层.     

PECVD工艺对SiO_xN_y光学薄膜红外吸收特性的影响

为了研究SiO_xN_y光学薄膜在红外区的应用特性.文中采用PECVD技术沉积折射率为1.60的SiO_xN_y光学薄膜,设计制造了相同制备工艺参数(功率、温度、压强)的不同薄膜厚度样片和不同制备工艺参数的相同厚度的两类实验样片,通过对SiO_xN_y薄膜的红外透过率进行测试,分析该薄膜的红外光谱特性.实验结果表明,SiOxNy光学薄膜在红外区(8~12μm)的红外窗口内有明显的吸收峰存在,在制造工艺参数不变时,薄膜吸收峰值大小随着厚度的增加而增大,波长变化范围为9~11.5μm;不同的SiO_xN_y薄膜制备工艺参数对该薄膜吸收峰的峰值大小和位置的影响不同,主要波长变化范围为10~11.5μm.     

高级次反射膜空间解复用器件的设计

为了降低多周期高反射膜空间解复用器的制备工艺难度，根据 “超棱镜” 效应的多层薄膜空间解复用器的设计方法，提出了一种制备工艺简单的多层薄膜结构.通过增加周期中单层膜的级次来减少整个高反射膜系的周期数.所设计的高级次反射膜结构为10(9H9L)9H，对设计的膜系进行了数值模拟计算，并和相同总物理厚度的一级次高反射膜系进行了比较.计算结果表明，该设计方法明显降低了对制备工艺的要求，并具有大的空间色散和实际制备意义.     

离子束辅助蒸发镀制硫化锌,氟化镁薄膜的工艺研究

研究了用离子束辅助蒸发方法镀硫化锌、氟化镁薄膜的基本工艺.重点研究在不同能量和种类的离子束辅助条件下,基底温度和蒸发速率对薄膜性质的影响.给出了对薄膜的耐磨、耐潮湿、耐盐水浸泡性能,和薄膜的折射率、应力及微观结构与成分的实验结果.通过分析实验结果,提出了离子束辅助蒸发镀制硫化锌、氟化镁薄膜的最佳工艺.     

钛合金富锰阳极氧化膜的研究

研究一种新的钛合金阳极氧化膜制备工艺,该工艺在制备钛合金氧化膜基础上,通过添加适量的锰元素改变了膜层构成.由于锰含量在膜层中的变化,使钛合金氧化膜出现均匀的凸起,使膜层由导体转变为绝缘体.采用扫描电镜观察锰含量变化情况,分析锰元素含量变化对氧化膜构成的影响.采用划格实验、摩擦实验测试了膜层性能,实验结果表明结合良好,耐磨性良好.     

高速钢表面渗硅沉积金刚石

研究了利用表面扩散渗硅,在高速钢基底上沉积金刚石的工艺方法,利用ＳＥＭ,Ｘ射线衍射技术检验了金刚石膜和试样表面组织的变化,结果表明,利用表面扩散渗硅,在高速钢表面形成富硅层,使过渡层有较高的含硅量,有利于在高速钢基底上沉积金刚石膜。     

改变过渡层碳靶功率在铜上沉积类金刚石膜的研究

类金刚石膜具有硬度高、 摩擦系数低、 耐腐性强、 稳定性高等优点, 是提高铜耐腐性的理想材料, 但铜 与类金刚石膜之间的结合力差。通过制备T i xC y 过渡层, 采用磁控溅射物理气相沉积与化学气相沉积法, 通过改变 过渡层碳靶功率成功在铜基体上沉积类金刚石膜。并对金刚石膜进行拉曼光谱测试、 划痕实验和电化学实验分析。 结果表明, 所制备碳膜具有典型的类金刚石结构, 膜与基体之间的结合强度大, 过渡层碳靶溅射功率为2 0 0W 时所 制备的类金刚石膜对铜基体的保护作用最好。     

双波长增透膜

应用等光学厚度(nt)三层膜制备的双波长增透膜,可以使两个特定波长的剩余反射率降到零。设计了四种双波长增透膜:0.53μ—1.06μ,0.633μ—1.06μ,0.355μ—0.53μ,0.355μ—0.633μ。给出了0.53μ—1.06μ,0.633μ—1.06μ膜的部份结果。     

用于窄带滤光片的离子辅助沉积硅膜层的性能

为了简化窄带光学滤波器的结构,需要寻求更高折射率的膜层材料.采用宽束冷阴极离子源的离子束辅助沉积工艺实验,分析了工艺参数与硅膜层折射率之间的关系,获得了对波长1550 nm折射率在3.45~3.46之间、消光系数小于10-6的硅膜层.使用实验得到的硅膜层和二氧化硅组合,设计了有71层膜层、信道间隔为200GHz的光学滤波器,峰值插入损耗0.18 dB,0.5 dB处的波长带宽为0.86 nm,0.25 dB处的波长带宽为1.91 nm,通带波纹系数ξ=0.12 dB,满足国际通信联盟(ITU)对密集波分复用系统(DWDM)用窄带滤波器的要求.     

直流磁过滤电弧源制备银膜的工艺参数研究

为了探索电弧离子镀技术制备银薄膜中相关的工艺参数,利用直流磁过滤电弧源在K9玻璃和硅片上制备了银膜,通过白光干涉仪和剥离实验对所制备银膜的厚度、表面粗糙度和附着力进行检测,分析靶电流、基片偏压和过渡层对银薄膜沉积速率、粗糙度及附着力等特性的影响．实验结果表明：当靶电流为90．0A时,沉积速率为1．84nm／s,在偏压为＋10V时,得到膜层粗糙度为0．5355nm;利用过渡层的辅助,通过电弧离子镀有效地提高了银膜的附着力．     

电化学模板法制备金属纳米线的理论探讨

通过恒电势沉积的方法,以蒸镀有银导电基底的多孔阳极氧化铝膜(Al2O3／Ag)为模板制备了铂纳米线。详细讨论了金属沉积过程中电解液在纳米阵列电极上的扩散形式与相邻两单电极的间距和扩散时间的关系。对因孔深逐渐减小所引起的电流上升阶段的电流-时间曲线进行了实验和理论上的比较。结果表明：在电流上升的初始阶段理论值与实验值相吻合,后随电流增大理论值与实验值有较大偏差。这是由于氧化铝膜表面的球形扩散比较复杂,在计算过程中忽略了膜表面的界面层厚度l造成的。     

玻璃基底上双波段增透膜的设计与制备

采用离子束辅助沉积技术,在K9玻璃基底上完成了双波段(0.43～0.9μm及1.54μm)增透膜的设计与制备,单面镀制该增透薄膜的实测光谱曲线表明:在0.43～0.9 μm波长范围内,平均透射率大于94.6%,峰值透射率大于95.4%;在1.54μm波长处,透射率不低于93.5%.     

离子辅助沉积对 Nb2O5薄膜特性的影响

为了提高Nb2O5薄膜的聚集密度,改善氧化铌薄膜的光学特性和机械特性,采用霍尔源离子辅助沉积(IDA)技术在K9玻璃基板上制备了Nb2O5单层薄膜,并与常规沉积条件下制备的Nb2O5薄膜作了比较.由于IAD技术使Nb2O5膜的聚集密度提高了14%,膜层折射率从常规工艺的2.03上升到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.