用于光子芯片的ge-sb-se光學薄膜的制備與性能表征【開題報告+文獻綜述+畢業(yè)設計】

1、1畢業(yè)設計開題報告畢業(yè)設計開題報告通信工程通信工程用于光子芯片的用于光子芯片的GeGe—SbSb—SeSe光學薄膜的制備與性能光學薄膜的制備與性能表征表征一、選題的背景與意義：光學薄膜指的是光學器件或光電子元器件表面用物理化學等方法沉積的、利用光的干涉現(xiàn)象以改變其光學特性來產(chǎn)生增透、反射、分光、分射、帶通或截止等光學現(xiàn)象的各類膜系。光學薄膜的特點是：表面光滑，膜層間的界面呈現(xiàn)幾何分割；膜層的折射率可以在界面上可以發(fā)生躍變，但是在膜層內是

2、連續(xù)的；可以是透明介質，也可以是吸收介質；可以是法向均勻的，也可以是法向不均勻的。光學薄膜可以采用物理汽相沉積（PVD）和化學液相沉積（CLD）兩種工藝來獲取。CLD工藝簡單，制造成本低，但膜層厚度不能精確控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，還存在廢水廢氣造成污染的問題，已經(jīng)很少使用。PVD需要使用真空鍍膜機，制造成本高，但膜層厚度可以精確控制，膜層強度好，目前已經(jīng)廣泛采用。在PVD方法中，根據(jù)膜料氣化方式的不同，又分為熱蒸發(fā)、濺射、離子

3、鍍以及離子輔助鍍技術，其中，光學薄膜主要是采用熱蒸發(fā)技術和離子輔助鍍技術。雖然熱蒸發(fā)工藝具有操作簡單，沉積速度快等特點，但是薄層與初始玻璃的組分有很大的差異，其主要原因在于液相往氣相轉變時可能出現(xiàn)多種不同于固態(tài)玻璃組分的結構體，而蒸氣壓高的結構體就可能優(yōu)先沉積。然而必須說明的是，濺射及離子鍍技術制造的薄膜質量要比熱蒸發(fā)技術制造的薄膜質量好得多，之所以遲遲沒有用于光學薄膜制造，是由于用于光學薄膜制造時，在技術上存在一些難題。當然，這些難題

4、目前已經(jīng)和正在得到解決，如磁控濺射技術是目前在商業(yè)上使用最為廣泛的實用的濺射方法，用磁控濺射方法制備薄膜具有沉積率高、薄膜與基片的附著性能好、致密度好、便于大批量工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點，因而該方法被廣泛采用。光學薄膜已經(jīng)廣泛應用于圖像信息、光纖通信、衛(wèi)星遙感、航空航天以及3三、研究的方法與技術路線：本課題主要采用磁控濺射法制備光學薄膜。磁控濺射是70年代在陰極濺射的基礎上加以改進而發(fā)展的一種新型濺射鍍膜法，由于他有效地克服了陰極濺射速率低和電子

5、使基片溫度升高的致命弱點，因此，他一問世便獲得了迅速的發(fā)展和廣泛的應用。如下圖所示為磁控濺射法制備光學薄膜的簡式原理圖，現(xiàn)將密封的空間匣抽成真空狀態(tài)使其達到一定的壓強，在充入固定的氣體（如氬氣），再加入一定的功率使空間匣內的氣體正離子具有一定的動量去轟擊膜料表面，通過動量傳遞，使其分子或原子獲得足夠的動能從而從膜料表面濺射出去，再被基板表面凝聚成膜，再通過熱處理從基板表面取下薄膜。四、研究的總體安排與進度：2010.11.23–2010