中红外薄膜的离子辅助淀积

本文研究了用离子束辅助淀积的中红外ZnS,ZnSe,YbF_3,BaF_2,BaF_2十CaF_2(6:4)膜在3.8μm波长处光学特性和其它性能,用透射电镜和光电子能谱仪研究了这些单层膜微结构和化学计量比。实验发现离子束辅助淀积膜层填充密度增加,附着力增强,机械强度和环境稳定性得到明显改善。用离子束辅助淀积的中红外反射膜在3.8μm波长反射率大于0.994。

基于洛伦兹模型的红外薄膜材料光学常数拟合及应用

在中长波红外区域,通常使用的镀膜材料都存在相当大的色散和一定的吸收。就目前的测试技术来说,确定这些材料的色散和吸收相当困难。试验基于洛伦兹谐振子模型对热蒸发制备的锗、硫化锌以及稀土氟化物薄膜的红外透射光谱进行拟合,得出这些材料在中长波红外区的光学常数。使用锗、硫化锌和稀土氟化物分别作为高折射率层(H)、中间折射率层(M)和低折射率层(L),设计并制备了从6.8μm^15μm的锗窗口宽带增透膜系,测量结果完全可以满足光机系统的要求。

聚酰亚胺柔性基底红外隔热和保护膜的制备及性能分析

针对聚酰亚胺具有抗高温、易弯折可贴敷、良好的机械延展性和拉伸强度等特性,在125μm厚的柔性聚酰亚胺材料上制备红外隔热和保护膜.在制备过程中,通过对离子源的能量调控可提高柔性基底表面膜层的附着力,根据最小二乘法原理构建薄膜材料光学常数和温度间的关系式,以解决温度变化对薄膜光学性能的影响.在类金刚石薄膜沉积中,采用预热处理法以解决柔性基底变形导致膜厚均匀性较差的问题.红外光谱检测和分析表明,在聚酰亚胺基底上制备的红外隔热薄膜满足使用要求.

红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法

红外光学系统中靠近探测器的光学元件通常处于低温环境中,低温环境会使得光学元件表面薄膜的透射光谱发生漂移,进而严重影响红外光学系统的成像质量。研究发现光谱漂移是由于系统中红外光学薄膜的折射率发生了改变。论文针对红外光学薄膜材料折射率温度特性开展了研究,在光学薄膜理论基础上,通过分析几种波长色散模型的特点,提出了一种红外光学薄膜材料折射率温度特性的研究方法。该方法基于不同温度测得的透射率光谱,通过光谱反演得到不同温度条件下光学薄膜材料的折射率,并在Cauchy色散模型的基础上,通过数据拟合分析,能够得到红外光学薄膜材料的折射率温度/波长色散公式。采用该方法对PbTe、Ge两种典型红外光学薄膜材料折射率温度特性进行了分析研究,验证了该方法的可行性。

电子束蒸发硅薄膜的设计

硅在常温下性质稳定、红外透明区宽,所形成的硅薄膜质硬、红外区折射率高是一种较理想的红外光学薄膜材料。在红外相机、热成像仪、红外光谱仪、红外波片等方面得到广泛应用。本文分析了光学薄膜设计理论,研究了衬底材料和镀膜材料特性,通过TFCalc薄膜设计软件设计和优化石英玻璃和蓝宝石不同的衬底材料下薄膜厚度为900 nm的硅薄膜特性,设计结果表明在近红外波段薄膜消光系数1 × 10−3在700~1000 nm的厚度下模拟硅薄膜的光学性能不同。

基片表面状态对Pb_(1-x)Ge_xTe薄膜红外光学性能的影响

在高真空中用热蒸发的方法沉积了碲锗铅(Pb_(1-x)Ge_xTe)薄膜。分析了基片表面状态(粗糙度、晶向、温度)对膜层结构和红外光学特性的影响,发现光滑表面容易得到致密膜层和高红外折射率;随着沉积温度的增加,膜层的短波吸收边(λ_c)往长波方向移动。

近红外激光薄膜滤光片的研制

以双抛Si片为基底,采用离子束辅助热蒸发沉积技术研制了1.2~3μm波段激光薄膜滤光片.采用长波通滤光片与减反射膜相结合的薄膜样品设计方法,高、低折射率材料分别选用ZnS和MgF 2,综合考虑光谱特性和电场强度分布,使用TFCale膜系软件设计出1.064μm高反、1.2~3μm波段增透的长波通滤光片.长波通膜系膜系结构为G|4H2L1.5H2L2H1.5L2H4L|A,减反射膜膜系结构为G|3.5 H3.5L|A.最终实现1.2~3μm波段峰值透过率达98.48%,平均透过率为92.35%,1.064μm处透过率为5.09%的光谱特性.对薄膜样品分别采用离子束处理和退火处理,发现适当的工艺参数,有助于提高薄膜激光损伤阈值,当退火温度为250℃时,其激光损伤阈值可达6.3 J/cm^2.本文研究可为近红外薄膜滤光片设计和制备提供参考.

透明红外硫系薄膜非均匀性检测及影响因素

薄膜非均匀性的无损检测对于制备大面积高质量的红外透明薄膜尤为重要。针对红外薄膜光学均匀性难以获取的困难,提出了一种同时获得单层透明红外薄膜厚度和折射率均匀性的无损检测方法。实验上,通过磁控溅射法在二氧化硅衬底上制备了厚度约1.4μm红外透明Ge-Sb-Se硫系薄膜,然后在该薄膜上标定出36个80μm×80μm区域,利用显微傅里叶红外光谱仪测得该36个区域的透射谱,通过分段滤波的方法滤除背景噪声,运用改进的Swanepoel方法计算得到了薄膜每一个区域的厚度和折射率,进而精确获得该薄膜的厚度和折射率均匀性,结果表明精度优于0.5%。

ANSYS在热释电薄膜红外探测器二维热分析中的应用

根据热释电薄膜红外探测器的结构和实际的测试条件 ,利用有限元软件ANSYS建立了不同结构组成的热释电薄膜红外探测器的二维模型 ,并对其进行了热分析 ,得到了探测器内的温度场分布。分析了复合热释电薄膜红外探测器的绝热层对温度场的影响 ,并将复合热释电薄膜红外探测器与微桥结构探测器的性能进行了比较。

LiTaO3薄膜红外探测器热分析

利用有限元软件ANSYS对LiTaO3薄膜热释电红外探测器进行热分析;研究了敏感元绝热层的厚度与热导率以及基底的厚度及材料对热分析结果的影响;提出了优化方案,并给出优化前后仿真的对比结果。分析结果表明,探测器的热响应随绝热层的厚度增加而增加,随绝热层的热导率降低而增加。在硅、镍、蓝宝石三种基底材料中,使用蓝宝石的探测器的热响应效果最佳。在绝热层厚度为2μm的情况下,基底的厚度对探测器响应的影响可以忽略。实验测试结果证实了优化模型的有效性。

红外光学薄膜技术

介绍了红外光学薄膜在红外光学系统中的作用。详细阐述了红外光学材料的选择、相应薄膜材料的选取以及红外增透保护膜的几种设计方法,并重点介绍了类金刚石(DLC)、碳化锗(GexC1-x)、磷化物(GaP)、金刚石(Diamond)等几种薄膜材料光学性能及其应用,最后对红外增透保护膜未来的发展进行了展望。

红外用光学薄膜

介绍了华北光电研究所研制的红外用光学薄膜,内容涉及8μm～11.5μm增透膜及红外滤光片。

非制冷热释电薄膜红外探测器热绝缘结构的研制

采用由多孔 Si O2 薄膜和过渡 Si O2 薄膜组成的复合薄膜结构实现了非制冷热释电薄膜红外探测器的热绝缘 .利用溶胶凝胶方法制备了多孔 Si O2 薄膜以及过渡 Si O2 薄膜 ,通过优化制备工艺 ,使得多孔 Si O2 一次成膜厚度达到30 70 nm ,孔率达到 5 9% ;过渡 Si O2 一次成膜的厚度达到 1 88nm,孔率达到 4 % .AFM表明 ,由过渡 Si O2 薄膜与多孔Si O2 组成的复合薄膜结构的表面粗糙度远小于多孔 Si O2 薄膜的表面粗糙度 .

高性能的类金刚石红外光学薄膜

综述了类金刚石红外光学薄膜在红外光学领域的应用，表明该薄膜不仅是一种高性能的红外光学材料，而且是各种红外镀膜元件的高性能保护膜。文中还提出了在类金刚石薄膜进一步开发、研究及应用中仍需解决的一些工艺及技术问题，描述了制备大尺寸均匀性类金刚石薄膜的可行性方案。

长波红外增透保护薄膜的进展

镀膜是保证红外窗口和头罩使用性能的关键技术。重点结合作者近几年的研究,介绍了类金刚石(DLC)、碳化锗(Ge_xC_(1-x))、磷化物(BP、GaP)、金刚石(Diamond)等几种薄膜材料及其膜系的光学性能。

基于VO_2薄膜非致冷红外探测器性能研究

用微电子工艺制备了 V O2 溅射薄膜红外探测器 ,在 2 96 K的环境温度中测试了该探测器对 8- 12 μm红外辐射的黑体响应率和噪声电压 ,结果显示该探测器在调制频率为 30 Hz时可以实现探测率 D*=1.89× 10 8cm H z1 /2W- 1 ,热时间常数 τ=0 .0

激光量热法测量红外光学薄膜吸收

建立了一种评价波长为1.319μm光学薄膜的吸收损耗的吸收测量系统。采用激光量热计方法的原因在于:它已被广泛用来测量光学薄膜吸收,并且有很高的可靠性。描述了激光量热计法测量吸收装置的设计和建立,并给出基底—薄膜整体吸收的测量结果和记录的温度曲线,最后提出了在研究激光量热计测量方法中几个要考虑的问题。

利用Pb_(1-x)Ge_xTe材料的折射率异常性质改善红外光学薄膜的低温性能

红外薄膜干涉滤光片性能在低温下的变化是空间遥感系统中的一个关键性问题。经研究表明IV-VI族半导体PbTe和GeTe的赝二元合金Pb1-xGexTe在铁电相变点具有折射率异常—相应于铁电相变,Pb1-xGexTe薄膜呈现出最大折射率值。用Pb0.94Ge0.06Te材料代替PbTe材料,制作了一个红外薄膜干涉滤光片。测试结果表明:其中心波长漂移从0.48nm/K改进到0.23nm/K,在所测量的80K～300K的温度范围,用Pb0.94Ge0.06Te材料制作的滤光片的峰透过率高于用PbTe材料制作的滤光片约3%,从而极大地改善了光学薄膜器件在深低温环境下的稳定性和可靠性。

红外光学薄膜材料ZnS靶材的研制

在 p H2～ 3、温度 80～ 85℃的 Zn2 + 溶液中通入 H2 S气体 ,制取高纯 Zn S粉 .将 Zn S粉压制成形 ,通过高温烧结和快速冷却 ,可制成符合真空蒸发镀膜要求的 Zn S靶材 .Zn S靶的化学纯度及密度是影响镀膜质量的重要因素 ,烧结 Zn S靶的表观密度为 3.6 5～ 3.85g/ cm3 .本试验制备的 Zn

低维结构铁电材料光电性能和铁电薄膜红外焦平面列阵器件物理研究(英文)

系统研究了晶粒尺寸对铁电性、相结构、晶格动力学和光致发光等性质的影响。研究了择优取向钛锆酸铅铁电薄膜异质结构的取向机理、光学常数以及电学性质。