窄帶濾光片的制備及光學(xué)穩(wěn)定性分析.pdf

1、窄帶濾光片是一種應(yīng)用非常廣泛的薄膜元件。就目前為止，其主要應(yīng)用在：天文，等離子體檢測(cè)，空間探測(cè)，激光探測(cè)，化學(xué)分析，間接溫度測(cè)量，有害氣體分析，顏色測(cè)量，光纖通信系統(tǒng)等領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)外的很多學(xué)者和企業(yè)對(duì)窄帶濾光片都做了深入研究。 用光學(xué)薄膜理論設(shè)計(jì)介質(zhì)窄帶干涉濾光片，并模擬分析其在溫度和濕度改變下的光學(xué)穩(wěn)定性以及實(shí)驗(yàn)鍍制是本論文研究的重點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)部分在FJL560CI1真空鍍膜設(shè)備上進(jìn)行。基片采用K9玻璃，靶材為金屬Ta靶和

2、單晶Si靶。采用射頻反應(yīng)磁控濺射方法制備單層SiO2、Ta2O5薄膜，在單層膜工藝的基礎(chǔ)上，鍍制7層和9層膜系的多層膜。用乙醇和超聲波清洗基片，濺射鍍膜時(shí)工作氣體為氬氣，反應(yīng)氣體O2，質(zhì)量流量計(jì)控制氣體流量。用橢圓偏振儀測(cè)量其折射率和膜厚。并用等速率法監(jiān)控膜厚。分析了工作氣壓，氧、氬比，基片加熱溫度對(duì)薄膜的透過(guò)率及折射率的影響，發(fā)現(xiàn)最合適的工作氣壓為0.4Pa，基片加熱溫度在300℃沉積得到的薄膜透過(guò)率最好；對(duì)于Ta2O5，氧氣、氬氣比

3、要大于80％才能得到高折射率的透明膜層，而對(duì)于SiO2薄膜，O/Ar在30％左右就能得到折射率為1.46的膜層。最后對(duì)所制備的樣品，模擬分析了其在受潮、溫度改變等環(huán)境影響下，不同膜系濾光片的中心波長(zhǎng)的漂移。發(fā)現(xiàn)薄膜的致密性對(duì)濾光片的波漂有很大影響，應(yīng)該采用成膜質(zhì)量比較好的鍍膜方法，如反應(yīng)磁控濺射、離子束輔助沉積等方法制備光學(xué)薄膜；另外基板材料的線性膨脹系數(shù)對(duì)濾光片的溫度穩(wěn)定性也有很大影響，對(duì)設(shè)計(jì)的膜系應(yīng)選用相匹配的基板材料，使其中心波長(zhǎng)