氧和氩等离子辅助电子束蒸发制备高质量ZnO薄膜

采用等离子辅助电子束蒸发技术制备高纯金属锌膜,然后在氧气气氛下经高温热处理得到氧化锌的多晶薄膜。X射线衍射谱的结果表明:未经热氧化样品由金属锌和氧化锌纳米晶组成,随着热氧化温度的升高氧化锌纳米晶粒长大,形成纳米氧化锌多晶薄膜且薄膜结晶性增强;光致发光谱表明:样品均具有较强的紫外自由激子发光。由于未经热氧化样品中氧化锌纳米晶粒较小,具有较强的量子限域效应,因而经高温氧化后样品发光峰有较大红移。随着热氧化温度的进一步升高,束缚激子发射随热氧化温度升高而减弱,且发光峰位随热氧化温度升高出现蓝移;变温光致发光谱表明:紫外发光主要来自自由激子发射。

等离子辅助电子束蒸发La_2O_3薄膜的制备

采用等离子辅助电子束蒸发,在Si(100)衬底上沉积La2O3薄膜。随后对非晶的沉积态薄膜在750℃和900℃分别退火1h。实验结果表明,采用等离子辅助电子束蒸发,可以获得非晶态的La2O3薄膜;经750℃热处理后,薄膜部分晶化;经900℃热处理后,薄膜显著晶化,晶粒尺寸明显增大,并沿(002)方向择优取向。对薄膜I-V特性的测量结果表明,沉积态薄膜具有较小的漏电流,但随着热处理温度升高,薄膜晶化程度提高,薄膜漏电流逐渐增大;对薄膜透过率的测量结果表明,单面抛光的Si衬底上沉积La2O3薄膜,在近红外范围内有明显的增透效果,最大可达20%左右。

新型卧式离子辅助电子束蒸发真空镀膜机

作为光学镀膜设备中的新机型——卧式离子辅助电子束蒸发真空镀膜设备,是一种适用于圆柱型、圆锥型等带对 称回转轴的工件外表面镀光学膜的真空镀膜设备,它解决了目前箱式光学镀膜机无法镀制这类工件的难题。

基底温度对电子束蒸发制备氧化铝薄膜的影响

为了考察基底温度对氧化铝薄膜折射率以及沉积厚度的影响情况,在不同基底温度环境下,通过离子辅助电子束蒸发方式,在玻璃基底上制备了同一Tooling因子条件下所监测到相同厚度的Al2O3薄膜,利用分光光度计测量光谱透过率,依据光学薄膜相关理论,计算了基底温度在25℃~300℃范围内获得的膜层实际物理厚度为275.611nm^348.447nm,以及膜层折射率的变化。通过对实验结果的数值计算和曲线模拟,给出了基底温度对于薄膜的折射率和实际厚度的影响情况。

离子源偏压对PIA-EB-Hf法制备的HfO2激光薄膜性能的影响

探究HfO_2薄膜的激光损伤特性以进一步提高激光损伤阈值(Laser Induced Damage Threshold,简称LIDT),对其在高功率激光系统中的广泛应用具有重要的意义。在不同的离子源偏压下,采用等离子体辅助电子束蒸发金属铪(Hf)并充氧(O_2)进行反应沉积法制备了中心波长为1064 nm,光学厚度为4H的HfO_2薄膜样品。测试了薄膜组分和残余应力;根据透射谱拟合了薄膜的折射率;通过XRD谱图和SEM表面形貌图分析了薄膜的微观结构;对激光损伤阈值、损伤特性和机理进行了论述。结果表明:偏压100 V时制备的薄膜具有最佳O/Hf配比;薄膜压应力和折射率均随偏压降低而减小。薄膜内存在结晶,激光能量在晶界缺陷处被强烈聚集和吸收,加速了膜层的破坏,形成由几百纳米的烧灼坑聚集而成的海绵状损伤结构。随着偏压降低,膜结晶取向由(111)晶面向(002)晶面转变,界面能降低;晶粒减小,结构更均匀,缓解了激光能量在晶界处的局部聚集与吸收,表现出较大的激光损伤阈值。

808nm大功率半导体激光器腔面膜的制备

采用等离子体辅助电子束蒸发方法在 80 8nm大功率量子阱半导体激光器腔面设计镀制了HfO2 /SiO2 系前后腔面膜 用直接测量法测量并比较了各种常用膜系的相对损伤阈值 增透膜的反射率为 12 .2 % ,高反膜的反射率为 97.9% 对于 10 0 μm条宽、10 0 0 μm腔长的条形结构通过器件测量结果是出光功率提高 79%、外微分量子效率提高 80 %、功率效率由没镀膜之前的 2 2 .2 %提高到镀膜之后的 39.8%

ZnO/Zn界面对纳米ZnO薄膜光学性质的影响

采用氧等离子体辅助电子束蒸发金属Zn后低温退火的方法制备纳米ZnO薄膜。利用X射线衍射(XRD)谱、拉曼(Ram an)谱、X射线光电子能谱(XPS)以及光致发光(PL)谱等手段,分析了退火温度及ZnO/Zn界面对样品的结构和发光性质的影响。Ram an结果表明随着退火温度的升高,界面模式(Es)振动减弱并向低波数方向移动。当退火温度为400℃时,界面振动消失,Zn全部转化成具有六方纤锌矿结构的ZnO,得到化学配比的纳米ZnO薄膜。PL谱表明,经400℃退火处理的样品紫外发射最强,发光性质最好。

大功率底发射VCSEL出光窗口增透膜的研究

在大功率垂直腔面发射激光器(VCSEL)出光窗口镀制了HfO2增透膜,其透过率达到99.9%。对镀膜材料以及透过率方面进行了比较,介绍了增透膜的制作过程。镀膜后直径为600μm的底发射VCSEL获得了室温连续输出功率为1.63W,功率转换效率提高了6%。

PIA-EB-Hf法制备的单层HfO_2激光薄膜残余应力及化学计量比的调控

Hf O_2作为最有前景的抗激光薄膜材料之一,最佳的制备方法是利用等离子体辅助电子束蒸发金属Hf并充氧进行反应沉积即PIA-EB-Hf法,而化学计量比失配导致的强吸收和高残余应力造成的力损伤成为其主要的激光损伤机制。采用正交优化手段,探究了沉积速率、APS离子源偏压和放电电流、沉积温度、以及充氧量和充氧位置对薄膜残余应力和O/Hf配比的影响,并针对优化薄膜进行了激光损伤性能研究。研究表明速率太大导致膜成分不均匀;过高的离子源偏压使O/Hf配比反升,但薄膜向m(-1 1 1)面取向显著,残余应力很大,且容易引入杂质原子Ar,造成强吸收;沉积温度对薄膜性能的影响主要体现在促进粒子反应、改变结晶状态和改善薄膜均匀性等,不同范围内发挥的作用不同。解决离子源的污染问题,以及获得结构疏松均匀和平整的非晶膜层是进一步提高激光损伤阈值的关键。