UBMS和PVAD法制备DLC薄膜表面微观形貌分析

光学薄膜的表面粗糙度是影响薄膜光学特性的重要因素，薄膜表面产生的散射损耗将影响薄膜的光学质量．采用非平衡磁控溅射（Unbalance Magnetron Sputtering，UBMS）和脉冲真空电弧沉积（Pulsed Vacuum Arc Deposition，PVAD）制备类金刚石薄膜（Diamond Like Carbon，DLC），利用泰勒霍普森表面轮廓仪，研究了不同工艺参数、不同薄膜厚度下所沉积的DLC薄膜表面粗糙度变化规律．结果表明：两种沉积技术下，随着薄膜厚度的增加，其表面均方根粗糙度先减小后增大．真空度和脉冲频率对表面粗糙度有显著影响．真空度在0．4～0．8Pa范围变化时，表面均方根粗糙度变化范围为0．8886～1．6104nm，脉冲频率在1～5Hz范围变化时，表面均方根粗糙度变化范围为1．0407～1．5458nm．

不同技术制备DLC膜的激光损伤特性研究

随着高能量大功率激光器的发展和激光元件的广泛应用,用于红外窗口表面增透保护的类金刚石薄膜(DLC)的抗激光损伤特性成为评价薄膜质量优劣的一个重要指标。然而,不同的制备方法和技术沉积的DLC薄膜具有各异的微观结构,从而具有不同的抗激光损伤特性。本文采用脉冲真空电弧(PVAD)和非平衡磁控溅射(UBMS)技术沉积了DLC膜,对两种DLC膜抗激光损伤特性进行了研究,测试结果表明,两种技术沉积的DLC薄膜激光损伤阈值分别0.6 J/cm2和0.3 J/cm2,PVAD技术比UBMS技术沉积的DLC薄膜具有更高的抗激光损伤阈值。基于实验研究了薄膜光学常数和表面形态,分析了两种技术制备DLC膜激光损伤特性差异的主要原因。结果表明,采用UBMS技术沉积的DLC膜具有较小的折射率和较大的消光系数,薄膜表面存在较多的疵病和缺陷,这些是其激光损伤阈值较低的主要原因。

类金刚石薄膜的激光损伤特性及工艺优化

采用脉冲真空电弧沉积(PVAD)技术制备了类金刚石(DLC)薄膜,并对其抗激光损伤特性进行了研究,优化了制备工艺。对DLC薄膜激光损伤阈值(LIDT)的测试结果表明,随着厚度的增加,薄膜的LIDT开始呈下降趋势,当厚度达到100nm以上时,则趋于一个稳定值。正交实验结果的处理和分析表明,在所给定的工艺参数范围内,主回路电压是影响DLC膜抗激光损伤性能的最主要因素,基片温度、清洗时间和脉冲频率则影响较小。为得到较好的抗激光损伤能力,采用PVAD技术制备DLC薄膜的最佳工艺参数为:清洗时间20min、基片温度150℃、脉冲频率5Hz、主回路电压150V。退火处理会使DLC薄膜的激光损伤阈值明显提高。