氟化钇薄膜的低温红外光学性能

采用离子束辅助电子束蒸发方法在硒化锌基底上制备氟化钇(YF3)单层650 nm薄膜样品,基于其空间低温应用环境,利用液氮杜瓦及傅里叶变换红外光谱仪建立的薄膜材料变温光学测试系统,测试了薄膜样品在80~300 K温度条件下,在1~15μm波长范围的光谱透射率。基于该测试结果,利用全光谱反演拟合方法对YF3薄膜在低温下的折射率变化情况进行了研究。结果表明,YF3薄膜折射率均随波长增大而减小,且在不同温度下变化趋势基本相同。基于Cauchy色散公式得到了YF3薄膜在低温下的折射率与波长及温度的关系表达式,其折射率温度系数dn/dT约为6.95×10−4K−1,对在任一低温下YF3薄膜折射率快速计算提供了一个较好的方法。最后通过比较该公式得到的在300 K与80 K温度下的设计值与实际测量值的结果验证了该折射率计算表达式的准确性。

室温下大厚度氟化钇薄膜的制备

氟化钇薄膜由于具有优良的光学性能常被用于红外波段,通过优化磁控溅射工艺,成功地在锗基底上实现了厚度大于1μm的氟化钇薄膜的制备,并分析了溅射功率对于氟化钇薄膜光学性能的影响。采用X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、傅里叶红外光谱仪和原子力显微镜对样品的物相结构、化学成分、光学常数和表面粗糙度进行了表征和系统分析。研究表明在200 W的溅射功率下能够制备出氧原子数分数低于6%,在2~8μm波长范围内折射率高于1.6的低吸收氟化钇薄膜。