As_(40)Se_(60)硫系玻璃基底薄膜制备与应力分析

硫系玻璃是一类优秀的红外光学镜片材料,但其热膨胀系数较大,与Si、Ge等红外光学材料相比,硫系玻璃镜片在镀膜过程中产生的残余应力较大,镀膜后面形变化较大。研究膜层中应力并优化应力的控制方法,可以提高薄膜的力学性能。本文通过测量在As_(40)Se_(60)硫系玻璃上镀膜前后基底的变化量来研究基底上不同材料膜层的残余应力情况,同时使用ANSYS软件对As_(40)Se_(60)/ZnS/Ge/ZnS/Ge/ZnS/YbF_(3)/ZnS红外光学镜片膜系结构的热应力进行理论计算与仿真,验证了模型的合理性。分析了膜系结构中热应力在轴向与径向分布情况,结果显示:轴向热应力主要集中在膜层部分,表面膜层的热应力最大;径向热应力呈均匀分布,在边缘发生突降。分析了最外层保护膜的热应力与沉积温度、相邻膜层、不相邻膜层和基底的关系,结果表明:沉积温度在110℃到200℃的范围内,保护膜的热应力与沉积温度成正比;相邻膜层和不相邻膜层的厚度和材料均不影响保护膜的热应力;基底的厚度会对保护膜的热应力产生影响。