高閾值紫外高反射薄膜的研究.pdf

1、本論文對(duì)一種新型的、能適用于強(qiáng)激光紫外波段的、高閾值紫外金屬/介質(zhì)多層高反射薄膜進(jìn)行研究，研究其光學(xué)性質(zhì)和引起激光損傷的原因。 首先通過(guò)編寫(xiě)薄膜溫度場(chǎng)計(jì)算程序，模擬分析了K9/Al(HfO2/SiO2)^6/air、K9/(HfO2/SiO2)^3Al(HfO2/SiO2)^3/air,K9/Al(ZrO2/SiO2)^6/air,K9/(ZrO2/SiO2)^3Al(ZrO2/SiO2)^3/air多層高反射薄膜在激光輻照下不

2、同時(shí)間的溫度場(chǎng)變化。計(jì)算表明：G/M(HL)^6/air膜系的兩種紫外金屬/介質(zhì)多層高反射膜能滿(mǎn)足用于強(qiáng)激光領(lǐng)域要求的光學(xué)性質(zhì)和激光損傷閾值，而G/(HL)^3M(HL)^3/air膜系，K9/(ZrO2/SiO2)^3Al(ZrO2/SiO2)^3/air多層高反射薄膜能應(yīng)用在強(qiáng)激光領(lǐng)域，但K9/(HfO2/SiO2)^3Al(HfO2/SiO2)^3/air薄膜在強(qiáng)激光輻照下容易損傷。 其次，采用電子束蒸發(fā)沉積方法鍍制了K9

3、/Al(HfO2/SiO2)^6/air多層高反射薄膜。薄膜比較致密、均勻，相鄰兩層之間的界面比較平整。鍍上紫外/金屬介質(zhì)高反射薄膜后，基片的粗糙度相對(duì)改善。粗糙度越小的樣品反射率最大，波長(zhǎng)更向紅外方向漂移，在紫外區(qū)，反射率最高的位置和266nm波長(zhǎng)位置更接近。薄膜吸水后，反射光譜向短波方向漂移而且反射率下降；樣品脫水后光學(xué)性質(zhì)恢復(fù)到原狀。用分光光度計(jì)在小角度入射條件下測(cè)量薄膜反射率時(shí)，發(fā)現(xiàn)與零角度入射相比，薄膜反射光譜向長(zhǎng)波方向漂移、

4、反射率較低；而在大角度測(cè)量時(shí)，反射光譜向短波方向漂移、反射率相對(duì)較高。基片厚度一定時(shí)，薄膜應(yīng)力隨鋁層厚度的增加而增大，可從壓應(yīng)力逐漸變成張應(yīng)力。對(duì)薄膜的激光損傷進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)：在高能激光輻照下引起損傷的原因可能是吸收、激光干涉、節(jié)瘤種子和應(yīng)力等。 最后，采用電子束蒸發(fā)沉積的方法制備了ZrO2單層介質(zhì)薄膜，研究了沉積條件對(duì)其光學(xué)性質(zhì)和損傷閾值的影響，發(fā)現(xiàn)：在相同基底不同基底溫度下，ZrO2薄膜的折射率和消光系數(shù)隨基底溫度升高而增大，