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题名:
中红外光学薄膜机械性能研究
作者: 张殷华
学位类别: 硕士
答辩日期: 2006-06-15
授予单位: 中国科学院光电技术研究所
授予地点: 光电技术研究所
导师: 黄伟
关键词: 中红外 ; 光学薄膜 ; 应力 ; 附着力 ; 机械性能
学位专业: 光学
中文摘要: 在现代科学技术中,中红外光学薄膜应用越来越广泛,但其机械性能却不令人满意,主要原因是膜层存在较大的应力、膜层间的应力不匹配和附着力不好。影响薄膜应力和附着力的因素有薄膜的沉积方式、沉积的工艺条件以及沉积后的处理等等。 本文以改善中红外光学薄膜应力和附着力为目的,初步开展了中红外光学薄膜机械性能研究。主要内容包括: (1).讨论了薄膜应力的形成原因及薄膜应力的类型,对常用的几种中红外薄膜的热应力进行了分析计算,探讨了薄膜内应力形成的一些机理,对单层和多层膜残余应力的计算进行了讨论,同时总结了薄膜应力主要的测量方法。 (2).讨论了光学薄膜附着类型、附着机理、附着力测量方法、影响薄膜附着力的工艺因素以及改善附着力的方法。 (3).研究了在不同工艺条件下,各种中红外薄膜材料的单层膜的光学特性。利用基片和膜层的透过率,采用包络线法计算得到了各种薄膜的折射率及其厚度。 (4).研究了在不同工艺条件下,沉积在石英、Si和K9基片上的各种中红外薄膜材料的单层膜和多层膜的机械特性,主要研究了其应力和附着力特性。 (5).通过测量镀膜前后基片面形计算薄膜应力的方法,利用Vecco干涉仪,首次在国内测量了YbF3、BaF2、PbF2、YF3、Ybc、HfF4、ZrF4、ZnS和ZnSe等红外薄膜的应力。氟化物薄膜为较大的张应力,从几十Mpa到几百MPa,但是BaF2例外,BaF2薄膜的应力比较小,只有几MPa。ZnS薄膜为压应力,大约在200MPa左右,ZnSe薄膜的应力比较复杂,有时为张应力,有时为压应力。 (6).研究了ZnS/YbF3和ZnSe/YbF3应力的匹配,利用单层膜的应力结果来计算多层膜的应力时,对于ZnS/YbF3多层膜,计算值和测量值在30%的范围内相吻合,但是ZnSe/YbF3多层膜则不吻合。 (7).采用直接拉离法,利用附着力测量仪,首次在国内定量测量了薄膜的附着力。
语种: 中文
内容类型: 学位论文
URI标识: http://ir.ioe.ac.cn/handle/181551/173
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张殷华. 中红外光学薄膜机械性能研究[D]. 光电技术研究所. 中国科学院光电技术研究所. 2006.
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