Structural and optical properties of ZnO films prepared by ion beam sputtering

Based on the ion beam sputtering deposition technology,ZnO thin films are deposited on the glass substrate.The four-factor and three-level L 9(34)orthogonal experiment is used to obtain the best technological parameters of the deposited ZnO thin films,which are the discharge voltage of 3.5 kV,the oxygen current capacity of 8 sccm,the coil current of 8 A and the distance between target and substrate of 140 mm.The purity of the deposited ZnO thin film is 85.77%,and it has good crystallization in orientation.The experimental results show that research and development of the ion beam sputtering source are advanced,and the ion beam sputtering deposition technology can be used to deposit the orientation preferred thin films with good performance.     

激光损伤的光散射法判别研究

在激光损伤测量系统中,利用光散射法判别激光薄膜损伤,需要寻求光源和探测器之间的最佳位置。为此,在不同损伤激光脉冲能量、不同测量入射角度(0°,30°,45°,60°)和不同探测器距离(200,250 mm)条件下,研究了损伤点散射光能量的角分布。获得结果如下:在相同的探测角度上,散射光能量随着损伤面积和测试光入射角度增加而增加。在探测角度小于反射角度时,随着探测角度增加散射光能量逐渐变强;当探测角度大于反射角度后,随着散射角度增加散射光能量逐渐变弱。散射光相对能量在反射光方向附近出现极大值;在60°入射时,散射光相对能量具有最大值;探测距离在200 mm时,最大散射光相对能量大于探测距离在250 mm时。根据以上结论,可以确定在利用光散射判别损伤的测量系统中,探测器应放置在反射光方向的两侧,并且尽量增加测试光入射角度和缩小探测器与样片间距离。     

TiO_2/ZrO_2复合薄膜的制备及工艺参数对薄膜折射率的影响

采用电子束蒸发混合膜料的方法制备了TiO2/ZrO2复合薄膜,研究了工艺条件(气体流量、沉积速率、基片温度、组份比)对其光学特性的影响。采用椭偏法测量了薄膜的折射率,分析了不同配比复合薄膜的色散特性,得出工艺参数与薄膜光学性能的相互关系,实现了不同折射率的配比。研究结果表明,无论TiO2/ZrO2摩尔比为1:1,1:2还是2:1,其折射率均随沉积温度的升高而增大,但温度升高致使薄膜折射率变化的幅度不大;复合薄膜的折射率随真空度的降低而降低;随着束流从100到160mA增加,复合薄膜的折射率从2.1699到2.2439略微增加;当TiO2/ZrO2比例分别为1:2,1:1和2:1时,薄膜的折射率相应为2.0886,2.1436和2.2584(d光),表明采用工艺优化和蒸镀混合膜料的方法实现折射率的配比仍然是一种行之有效的方法。     

干涉法测量端面长度标准中条纹图的自动处理技术研究

介绍利用激光干涉与数字图像处理技术以及应用FFT分析干涉条纹方法分析并解决测量端面长度标准中条纹图的处理技术，应用这种方法不但提高了测试过程的自动化程度，而且大大地提高了测量结果的精度。文中给出了最典型的端面长度标准量块的干涉条纹小数部分的实测结果。     

强激光辐照对无氢DLC膜光学特性的影响

为了探索类金刚石薄膜激光损伤的原因,研究了在激光作用下类金刚石薄膜的光学性能和结构的变化.采用非平衡磁控溅射(Unbalance Magnetron Sputtering,UBMS)在Si基底上制备了无氢类金刚石薄膜(Diamond-Like Carbon,DLC).利用激光损伤测试系统对无氢DLC薄膜进行激光辐照,激光波长为1064 nm,脉宽为10 ns.对辐照前后进行了透过率、激光损伤阈值(Laser-Induced Damage Threshold,LIDT)及拉曼光谱测试.研究结果表明:当激光辐照能量密度从0升高至0.93 J/cm2时,透过率峰值从67.06％降至58.27％;当激光能量密度一定,脉冲次数从0增加至3时,透过率峰值从67.06％降至57.65％,LIDT从0.94降至0.50 J/cm2,通过对Raman光谱进行分析认为辐照过程中sp3向sp2的转变是导致透过率和LIDT降低的重要原因.     

激光诱导击穿空气等离子体参数的光谱分析法

空气等离子体的电子温度和密度对激光诱导空气击穿等离子体产生闪光过程的研究有着重要的意义,本文将纳秒Nd∶YAG脉冲激光(1064 nm)聚焦于大气中,诱导其产生等离子体闪光,并通过Avantes-ULS3648型9通道的光谱仪采集闪光光谱,通过光谱分析,研究了不同延迟时间下激光诱导击穿空气等离子体产生过程中的等离子体电子温度和电子密度的变化情况。根据同一元素不同峰值位发出的光谱,由相对强度比较法可以得出等离子体电子温度,由斯塔克展宽法可得到等离子体电子密度的变化,通过分析发现,等离子体电子温度和密度均随延迟时间的增大而下降。这些结果对研究强激光作用下空气击穿的气体动力理论机制有一定的科学意义。     

沉积速率对H4膜光学带隙及激光损伤特性的影响

采用电子束热蒸发技术在石英基底上制备了H4薄膜,并对其光学和激光损伤特性进行了研究。根据透射率谱计算出薄膜的光学带隙发现, 光学带隙随着沉积速率的降低而增大, 其值大小在4.66～4.73eV。椭偏测试结果表明,当沉积速率从0.92nm/s、0.17nm/s、0.08nm/s降低到0.03nm/s时,薄膜折射率从1.955、1.919、1.901降低到 1.895(1064nm)。所有 样品的消光系数量级均优于10－5,说明薄膜表现出极小的吸收。薄膜的激光损伤形 貌和激光损伤 阈值(LIDT)受沉积速率的影响不大,同一激光能量作用下 ,薄膜的损伤斑大小基本一致,但0.92nm/s 时制备的薄膜,其损伤区与未损伤区存在相互交错现象。当沉积速率从0.03nm/s变化到 0.92nm/s时,薄膜 激光损伤阈 值在16～17J/cm²(1064nm,10ns)之间。     

ZnS薄膜沉积过程的基材效应

采用热蒸发及离子束辅助沉积技术制备了单层ZnS薄膜,研究了Si、Ge、K9及石英玻璃基材对薄膜沉积速率及光学特性的影响。采用椭偏法拟合了薄膜的厚度和折射率,分析了不同基材上沉积薄膜的色散特性。研究结果表明,薄膜的生长存在明显的基材效应,无论室温沉积、基温200℃,还是采用离子束辅助沉积,石英基材上均具有最高的沉积速率。室温沉积时,4种基材上薄膜的沉积速率差为3.3 nm/min,加热进一步扩大了这种差异(5.2 nm/min),而离子束辅助则在一定程度上缩小了这种差异(1.86 nm/min)。在室温下,石英基材上沉积的ZnS薄膜具有最低的折射率,其他几种基材上折射率差异不大。加热会使Si、Ge及K9玻璃上的折射率差异变大,与石英玻璃上薄膜折射率差异减小,离子源的使用则进一步缩小了这种差异。透射率光谱测试证实了这一结果。     

类金刚石薄膜光学参数反演的改进遗传算法

椭偏法测试薄膜不能直接得到薄膜的光学参数,需进行数值反演算法近似求解.采用遗传算法,借鉴竞争选择、小生境和适应值调节思想,对选择算子、变异算子、交叉算子三个重要箅子进行了适当改进,改进后算法有效防止了"早熟"现象.并搜索到了全局最优,降低了操作者对拟合模型设定初值的要求.在实践上.通过3种拟合方式的结果对比,得到了可靠...     

光盘基片平整度的相移干涉测量方法

使用工作波长为10.6mm的红外激光平面干涉仪对光盘基片的表面面形进行了移相式干涉法测试,对测试的波面数据进行多项式拟合,并用计算机处理测试结果,实现了光盘平整度的自动化测量。所测光盘基片平整度的峰谷值为7.88mm,均方根值为2.0mm。