Al和MgF2多层滤光膜光谱及其环境稳定性
Al和MgF2多层滤光膜光谱及其环境稳定性
１ 滤 光膜 的 设 计 与 制 备
串置组合 简单 的 Ｆ Ｐ滤 光 片 ， 以改变 滤 光 片通 带 的形 状 ［ － 可 １ 。本 文 工作 基 于双 半 波 滤 光 片基 本 结 构 （ 反 射 膜／ 间隔层 ／ 射膜 ／ 隔层／ 反 间 反射 膜 ） 设计 了窄带 滤 光 片膜 系 ， 反射 膜材 料用 Ａｌ间 隔层 材 料 用 Ｍｇ 。 ， Ｆ 。Ａ１ 膜 在 空气 中易 氧化 ，氧化 作用 可 能 引起 Ａｌ 组 分 和结 构 的变化 ，在 Ａｌ 表 面形 成 的 Ａｌ 膜 对 真 空紫 外 辐射 膜 膜 。 ０。
的改性 等 。
在滤 光膜 的制 备过 程 中 ， 膜要 求在 低 的基 片 温度 下 高速 沉 积 ， 而 减少 薄膜 结 晶 的几 率 ， 到 表 面平 整 Ａｌ 从 达 光滑 。然 而如 果在 同样 较低 的基 片温 度下 沉 积 Ｍｇ 。薄 膜 ， 容 易 使 其 出现 多孔 柱 状 结 构 ６， 种 多孔 的结 Ｆ 则 。Ｊ 这 ． 构会 导致 薄膜 聚集 密度 降 低 ， 折射 率减 小 ， 收增 大 。 当暴 露于 空气 中时 ， 吸 薄膜 中 的孔洞 被水 气 填 充 ， 极 大地 会 影 响滤光 膜 的光学 性 能 ， 降低其 环 境稳 定性 ［ 。适 当提 高沉 积 时 的 基 片温 度 ， ７ ］ 比如提 高 到 ３ ０℃ ， 以使 沉 积 ０ 可 的薄 膜具 有与 块体 材料 相 同 的密度 ［ ， 强 薄膜 的环境 稳 定性 。然 而高 基片 温度 却使 制 备 Ａｌ 的极 紫外 反射 ８增 ］ 膜 率降 低 ， 室温 下沉 积 Ｍｇ ｚ的同 时辅 以能 量离 子轰 击 ， 在 Ｆ 同样 可 以提 高 薄膜 的密 度 和 环境 稳 定 性 ， 离子 轰 击 但 往往 导致 Ｍｇ ｚ薄膜 中缺氟 ， 而在 短 波段 产生 较 大 的吸 收 。， Ｆ 从 。使其 应 用受 到 限制 。 本 文在 室 温下进 行 透 射 峰位在 ２ ０ｎ 的 Ａｌ Ｍｇ 。 层 窄带 滤 光膜 的沉 积 ， 后 再进 行 真 空热 处理 ， ４ ｍ 和 Ｆ多 然 以 期 在不 降低 薄 膜 的紫外 光 学特 性 的前 提下 ， 善其 环 境 稳 定 特性 。通 过对 ２ ０ｎ 峰 位 在 可见 一 外 光谱 波段 改 ４ ｍ 紫
MgF2薄膜对荧光薄膜紫外响应灵敏度的增强特性研究
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ５ － ３ ０ ．修 订 日期 ： ２ ０ １ ３ — ０ ８ — ２ ７
Ｐ ｏ ｌ ｙ ｓ ｉ ｌ ｉ ￣ ｏ ｎ Ｇａ ｔ ｅ
薄膜材料 ，同时具有很低 的光学 折射 率、易 于成膜 、机械 强 度大 、稳定性好等性能＿ １ ，因此适合与紫外响应荧光薄膜 一 起制备 复合膜 系结构 。 石英基 片或硅探测 器光敏元表 面镀 制
Ｍｇ Ｆ ２ ／ Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ的复合膜系结构如 图 １ 所示 。
子效率可以提高到 １ ０ 以上 ｌ ５ Ｊ 。 Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ薄膜作为有 机 薄膜在 力学 及 稳定 性上 也存 在 缺点 。 首先 ，长期暴露在紫外线辐射下 或暴露 在空气 中都容 易受到污染和破坏 ，导致荧 光效 果变 差 ，寿命 变短＿ ９ ； 其 次， 真 空蒸 发制备 的 Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ薄膜 表 面粗糙度 大 ，Ｃ Ｃ Ｄ接 收的有效能量显著下降 。 针对上述有机荧光薄膜在紫外响应灵敏度降低 的不利 因
电池及 硅基 探测器等领域有重要的应用价值 。 基于 Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ 或Ｃ ｏ ｒ ｏ ｎ ｅ ｎ ｅ 等有机材料 的荧光 薄膜 具有较 强 的紫外量 子裁 剪 效果 ， 广泛应用 于制备 Ｃ Ｃ Ｄ ／ Ｃ ＭＯ Ｓ等硅基紫 外响应 成像
器 件＿ １ ］ 。据报 道基 于 Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ薄膜 的 Ｃ Ｃ Ｄ在紫外波段 的量
Ｆ ｉ ｇ ． １ Ｔ ｈ ｅ Ｍ ／ Ｌ ｕ ｍｏ ｇ ｅ ｎ ｓ ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ Ｏ ｉ ｌ Ｃ Ｃ Ｄ ｉ 瑚ｇ ｅ ｓ ｅ ｎ ｓ ｏ ｒ
光刻技术的发展-文档资料
光刻技术的发展一、引言光刻技术作为微电子及其相关领域的关键技术，在过去的几十年中发挥着重要作用;但随着人们需求的不断提高而光刻技术的进步又相对滞后的状况成为目前光刻技术的最大问题。
因此，正确把握光刻技术发展将显得十分重要。
二、目前主流的光刻技术目前，电子产业发展的主流趋势是”轻、薄、短、小”，这给光刻技术提出的技术是不断提高其分辨率，即提高可以完成转印图形或者加工图形的最小间距或者宽度，以满足产业发展的需求;但是，光刻工艺在整个工艺过程中的多次性使得光刻技术的稳定性、可靠性和工艺成品率对产品的质量、良率和成本有着重要的影响，这也要求光刻技术在满足技术的同时须提高质量。
因此，光刻技术的焦点是可以提供给用户什么样分辨率和产能的设备及工艺技术。
而提高分辨率主要通过：（1）增大光学系统数值孔径;（2）减小曝光光源的波长;（3）降低工艺影响系数;来实现。
所以目前光刻技术发展主要从以上三点实施提升。
在减小曝光波长及增大光学系统数值孔径的研究和开发中，以光子为基础的光刻技术种类很多，但主要是紫外（UV）光刻技术、深紫外（DUV）光刻技术、极紫外（EUV）光刻技术和X射线（X-ray）光刻技术。
不但取得了很大成就，而且是目前产业中使用最多的技术，特别是前两种技术，在半导体工业的进步中，起到了重要作用。
紫外光刻技术是以高压和超高压汞（Hg）或者汞-氙（Hg-Xe）弧灯在近紫外（350～450nm）的3条光强很强的光谱（g、h、i线）线，特别是波长为365nm的i线为光源，配合使用：（1）处理掩模板;（2）调整掩模板照明;（3）光瞳滤光修正步前，当前用光瞳滤光设计透镜正处在初步研究阶段，修正掩模板和调整照明技术则在快速发展，并在某些场合的到应用;（4）离轴照明技术（OAI）;（5）移相掩模技术（PSM）;（6）光学接近矫正技术（OPC）等，可满足0.35～0.25μm的生产要求。
目前几乎所有的微电子领域此类设备和技术会占整个光刻技术至少50%的份额;同时，还覆盖了低端和特殊领域对光刻技术的要求。
MoAl软X射线光学多层膜的结构及其热稳定性
Structure and thermal stability of Mo/Al multiayers
for soft X-ray mirrors
作者： 郭巧杭
作者机构： 福建工程学院数理系,福建福州350014
出版物刊名： 闽江学院学报
页码： 83-87页
主题词： Mo/Al多层膜 软X射线光学 X射线小角度掠射法 微结构 热稳定性
摘要：利用四对靶溅射的方法制备了Mo/Al光学多层膜,通过X射线小角度掠射法（LAXD）、断面高分辨透射电镜（HREM）以及透射电镜（TEM）等分析手段,研究了该薄膜在在制备态及不同的退火温度下微结构及其热稳定性.结果表明：在制备态下,Mo和Al都为多晶结构,界面的混合层厚度与生长顺序有关系,不对称.随着退火温度的升高,多层膜呈现出周期延展,
伴随峰增加.550℃以下,周期延展和出现了6级布拉格峰分别归结于晶粒的长大和退火增强了层
间相关程度;550℃时,出现了Al-Mo非晶合金,有意思的是此时多层膜的界面粗糙度并没有增加,
周期膨胀与450℃时候基本一致,仅层厚比发生了变化.而600℃时候,多层膜的周期结构则被完全破坏.。
《2024年大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》范文
《大气等离子喷涂Al2O3-MgAl2O4多层型涂层及其介电性能》篇一一、引言随着科技的发展，表面涂层技术已经成为众多领域中不可或缺的工艺手段。
其中，大气等离子喷涂技术以其高效、灵活、可控制的特性在众多涂层制备方法中脱颖而出。
本文将重点探讨一种新型的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备过程及其介电性能。
二、大气等离子喷涂技术大气等离子喷涂技术是一种利用高温等离子体射流将涂层材料加热至熔融或半熔融状态，再高速喷向基材形成涂层的技术。
此技术因其出色的加工特性被广泛应用于各类金属和非金属材料表面的防护和修复。
三、Al2O3-MgAl2O4多层型涂层的制备我们的新型Al2O3-MgAl2O4多层型涂层采用大气等离子喷涂技术进行制备。
首先，将Al2O3和MgAl2O4粉末混合均匀，然后通过等离子喷枪将混合粉末喷涂在基材上。
由于Al2O3和MgAl2O4的物理性质相似，它们可以形成紧密且牢固的涂层。
在喷涂过程中，我们采用了多层喷涂的方式，使得涂层具有更好的致密性和附着力。
四、涂层的结构和性能经过多层次喷涂后，我们得到了结构致密、附着性良好的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层。
通过扫描电子显微镜（SEM）观察，我们发现涂层具有均匀的表面形貌和良好的孔隙率。
此外，由于Al2O3和MgAl2O4的特性，涂层还具有良好的高温稳定性和抗氧化性。
五、介电性能研究在介电性能方面，我们测量了不同频率和温度下的介电常数和介电损耗。
实验结果显示，该涂层在高频下表现出较低的介电常数和介电损耗，表明其具有良好的高频特性。
此外，由于涂层的致密性和高温稳定性，其在高温环境下仍能保持良好的介电性能。
六、结论本文成功制备了大气等离子喷涂的Al2O3-MgAl2O4多层型涂层，并对其结构和介电性能进行了深入研究。
结果表明，该涂层具有优良的致密性、附着力、高温稳定性和抗氧化性。
此外，其在高频和高温环境下均表现出良好的介电性能。
因此，该涂层在电子、电力、航空航天等领域具有广泛的应用前景。
Al-AlN选择性吸收涂层性能分析及光学模拟
Al-AlN选择性吸收涂层性能分析及光学模拟杨沐晖;夏建业;郭廷伟;黄健【摘要】研究了双层Al-AlN吸收层加减反射层结构膜系,并对这种结构膜系涂层性能进行分析和模拟,在模拟得到单层Al-AlN层的膜厚和填充因子基础上,工艺优化制备得到的Al-AlN选择性吸收涂层吸收率达到0.942,100℃发射率为0.044,聚光比为1条件下,光热转换效率为0.89.【期刊名称】《太阳能》【年(卷),期】2012(000)017【总页数】3页(P37-39)【关键词】Al-AlN;选择性吸收涂层;填充因子;吸收率;发射率【作者】杨沐晖;夏建业;郭廷伟;黄健【作者单位】常州博士新能源科技有限公司;常州博士新能源科技有限公司;常州龙腾太阳能热电设备有限公司;常州龙腾太阳能热电设备有限公司【正文语种】中文一引言太阳能选择性吸收涂层是一种高效吸收太阳能热辐射的薄膜材料，属于太阳能热利用技术。
目前，国内用于太阳能热水器上的选择性吸收材料很多，有Al-AlN、SS-AlN等复合材料。
Al-AlN选择性吸收涂层是目前应用最为广泛的吸热材料之一。
这种传统渐变结构膜系的选择性吸收涂层吸收率良好，但发射率也较高[1] 。
章其初等人[2] 提出双金属－介质选择性吸收膜系结构，这种涂层由金属层、两层金属－介质吸收层和减反射层构成。
使用的金属材料主要有Au、Ag、Cu、Al、Ni等，用以提高膜层的红外光谱反射率，降低膜层发射率；电介质－金属吸收层由金属含量不同的高、低金属填充因子金属－介质层组成；减反射层有AlN、Al2O3、SiO2等。
本文采用双金属－介质选择性吸收膜系结构，研究了Al-AlN选择性吸收涂层材料的光热性能。
选择性吸收涂层金属－介质层是主要的吸热层，对Al-AlN单层膜的反射率光谱进行模拟分析，得到膜厚及填充因子。
实验以模拟的数据为标准，通过多次优化实验，得到高吸收率和低发射率的Al-AlN选择性吸收涂层。
二实验方法本实验采用衡阳SCS-850型镀膜机。
al基mof光催化
al基mof光催化
在光催化领域，Al基MOFs作为一种新型材料，展现出了广泛的应用前景。
与传统的光催化剂相比，Al基MOFs具有更高的光吸收能力、更优秀的光稳定性以及更强的氧化还原能力。
这些优势使得Al基MOFs在降解有机污染物、水氧化反应以及二氧化碳还原等领域具有重要的应用价值。
在光催化降解有机污染物的应用中，Al基MOFs能够有效地吸收太阳光，并通过光生电子和空穴的分离实现有机污染物的降解。
这种降解过程不仅高效，而且对环境友好，为解决环境污染问题提供了一种新的途径。
此外，Al基MOFs在光催化水氧化反应中也表现出优异的性能。
通过光催化水氧化反应，可以将水分解为氧气和氢气，为可再生能源的利用提供了新的思路。
Al基MOFs的高效光催化水氧化性能使其在太阳能利用方面具有广阔的应用前景。
另外，Al基MOFs在二氧化碳还原方面的应用也备受关注。
随着全球气候变化问题日益严重，降低碳排放已成为迫切的需求。
通过光催化将二氧化碳转化为燃料或化学品，可以有效地减少大气中的二氧化碳含量，为应对气候变化问题提供了一种解决方案。
Al基MOFs 在这一领域的研究也在不断深入，为绿色能源和环境保护领域的发展做出了贡献。
总之，Al基MOFs作为一种新型的光催化材料，在降解有机污染物、光催化水氧化反应以及二氧化碳还原等领域展现出了广泛的应用前景。
随着研究的不断深入和技术的发展，Al基MOFs将在未来为解决能源危机和环境问题发挥更加重要的作用。
1。
用模拟退火法确定MgF2薄膜折射率和厚度
ｒ ｅ ｆ ｌ ｅ ｃ ｔ ａ ｎ ｃ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｒ ａ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｎ ｇ ｌ ｅ — ｌ ａ ｙ ｅ ｒ Ｍｇ Ｆ２ ｆ ｉ ｌ ｍ ａ ｔ ｖ ａ ｒ ｉ ｏ ｕ ｓ ｉ ｎ ｃ ｉ ｄ ｅ ｎ ｃ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｒ ａ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｉ ｎ ｄ ｅ ｘ ａ ｎ ｄ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
射 光谱 ， 用 模 拟 退 火 方 法 确 定 Ｍｇ Ｆ 薄 膜 厚 度 和 折 射 率 的可 靠 性 。 关 键 词： 薄膜参数测量 ； 折射 率测量； 膜厚测量 ； 模 拟 退 火算 法 ； Ｍｇ Ｆ ２
文 献标 识码 ： Ａ ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ７ ８ ８ ／ ＯＰ Ｅ ． ２ ０ １ ３ ２ １ ０ ４ ． ０ ８ ５ ８ 中图分类号 ： Ｏ４ ８ ４ ． ５
ｅ ｒ Ｍｇ Ｆ２ ｆ ｉ ｌ ｍ ｗａ ｓ ｐ ｒ ｅ ｐａ ｒ ｅ ｄ ｏ ｎ ｔ ｈｅ Ｂ２ ７ ０ ｓ ｕｂｓ ｔ ｒ ａ ｔ ｅ ｂｙ ａ Ｍｏ ｂｏ ａ ｔ ｅ ｖａ ｐｏ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ． Ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｂａ ｓ ｉ ｓ ｏｆ
第 ２ １卷
第 ４期
光 学 精 密 工 程
Ｏｐｔ ｉ ｃ ｓ ａ ｎｄ Ｐｒ ｅ ｃ ｉ ｓ ｉ ｏｎ Ｅｎｇｉ ｎｅ ｅ ｒ ｉ ｎｇ
Ｖｏ ｌ ｜ ２ １ ＮＯ ． ４
Ａ Ｄｒ ．２ Ｏ１ ３
２ ０ １ ３ 年 ４月
文章 编号 １ ０ ０ ４ — ９ ２ ４ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ ８ ５ ８ — ０ ６
用 模 拟 退 火 法 确 定 Ｍｇ Ｆ ２ 薄 膜 折 射 率和 厚 度
真空退火对355nm Al2O3MgF2高反射薄膜性能的影响
第16卷 第11期强激光与粒子束Vol.16,No.11 2004年11月HIGH POWER LASER AND PARTIC LE BE AMS Nov.,2004 文章编号: 100124322(2004)1121389204真空退火对355nm Al2O3/MgF2高反射薄膜性能的影响X占美琼, 黄建兵, 尚淑珍, 贺洪波, 邵建达(中国科学院上海光学精密机械研究所,上海201800) 摘 要: 采用电子束蒸发沉积技术制备了355nm Al2O3/MgF2高反射薄膜,并在真空中进行不同温度梯度的退火,用X射线衍射(XRD)观察了薄膜微结构的变化,用355nm Nd:Y AG脉冲激光测试了薄膜的激光损伤阈值,用Lambda900光谱仪测试了薄膜的透过和反射光谱。
结果表明在工艺条件相同的条件下真空退火过程对薄膜的性能有很大的影响,退火温度梯度越小的样品,吸收越小,阈值越大,并且是非晶结构。
选择合适的真空退火过程可以减少355nm Al2O3/MgF2高反射膜的膜层吸收,提高薄膜的激光损伤阈值。
关键词: 退火; 结构; 激光损伤阈值; 吸收 中图分类号: O484 文献标识码: A 在高功率激光系统中,光学薄膜作为光学元件的一个重要组成部分,在激光应用和发展中发挥越来越重要的作用[1,2],随着各种高功率激光系统输出功率的不断增加,光学介质薄膜抗激光损伤的问题已经越来越突出,它限制了激光功率的进一步提高。
近年来对不同材料在不同波长、不同脉宽激光辐照下的薄膜损伤方面,开展了大量的理论和实验研究工作。
与长波段相比,紫外薄膜的损伤阈值较低,其原因是材料在紫外波段的本征吸收大。
因此紫外薄膜的损伤阈值越来越引起关注[3～6]。
紫外薄膜的抗激光损伤能力,主要与薄膜的制备工艺、镀膜材料的选取、膜系设计等因素有关[7,8],同时也与薄膜的热处理有关。
退火是减少高反射薄膜吸收的一种常用的、有效的方法[9]。
本文探讨了真空退火过程对355nm Al2O3/MgF2高反射薄膜的激光损伤阈值、结构性能和光学性能的影响。
光学镀膜材料的应用及工艺
光学镀膜材料的应用及工艺（一）光学镀膜材料的分类（二）1、从化学组成上，薄膜材料可分为：氧化物类：Al2O3、SiO、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2等氟化物类：MgF2、BaF2、YF3、Na3AlF6等其它化合物类：ZnS、ZnSe、PbTe等金属（合金）类：Al、Cr、Ti、Ag、Al-Ti、Ni-Cr等2、从材料功能分，镀膜材料可分为：（1）光介质材料：起传输光线的作用。
这些材料以折射、反射和透射的方式改变光线的方向、强度和相位，使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而调整光谱成份。
（2）光功能材料：这种材料在外场（力、声、热、电、磁和光）的作用下，光学性质会发生变化，因此可作为探测、保护和能量转换的材料（如AgCl2,WO3等）。
（二）光学镀膜材料的特点从化学结构上看，固体材料（薄膜）中存在着以下键力： 1. 离子键：离子晶体中，每个离子被一定数量的异号离子所包围，离子晶体中作用力较大，所以离子键很牢固，这就决定了离子晶体具有熔点高、沸点高和硬度大、强度高的特点； 2. 共价键：主要通过同质原子贡献电子构成的极性或非极性双原子偶化学键。
共价键在气体分子结构中较为普遍，如H2,Cl2,CCl4等。
金属键中也常出现不同程度的共价键力；3. 原子键：（或金属键）：原子键也十分牢固，这类键组成的化合物（Si，SiC及氮化物）也具有硬度高、强度大和熔点高的特点； 4. 分子键（或范德华键）：把原子联结成分子的力相当大，而分子之间的键又十分弱（MgCl2等），因此，这类键组成的化合物具有熔点低，强度低的特点。
实际上，固体化合物中化合键的组成是组合型的，就是说一种化合物中原子或分子的结合力并不是纯粹由单一键连结的，往往是以上几种键交互作用的。
（三）由于化学键的特性，决定了不同薄膜材料或薄膜具有以下不同特点：（1）氧化物膜料大都是双电荷（或多电荷）的离子型晶体结构，因此，决定了氧化物膜料具有熔点高、比重大、高折射率和高机械强度。
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２ ２ ０
强
激
光
与
粒
子
束
第２ ０卷
采用 真空 热 蒸 发 工 艺 制 备 金 属 层 ， 电子 ｌ和 Ｍ Ｆ 实验中用光学多层镀膜机制备 Ａ ｇ ２ 金属介质多层 滤光膜 ， 厚 度 为 ２ ｍｍ 束蒸发工艺制备介质层 。 蒸发材料 Ａ ｌ丝和 Ｍ Ｆ ９． ９ ９％ 。 基片 是直径 为 ２ ５ ｍｍ、 ｇ ２ 的纯 度均为 ９ 的双面抛光石英玻璃 ， 沉积时基片保持在室温 。 制备时真空室本底抽至 ５． ， 蒸镀之前先用档板挡住 ０×１ ０－４ Ｐ ａ 进行预蒸发 ，以保证 比 较 均 匀 的 沉 积 速 度 。 用 石 英 晶 振 法 监 控 薄 膜 的 厚 度 和 沉 积 速 率 ， 并用 Ｖ 蒸发源 ， ｅ ｃ ｃ ｏ 台阶仪对薄膜厚度进行定标 。 实验中 膜的沉积速率约为 ／ ， 的沉积速率约为 ／ Ｄ ｅ ｋ ｔ ａ ｋ６ Ａ ｌ ２ｎ ｍｓＭ Ｆ ０． ５ｎ ｍ ｇ ２ 。用 Ｄ ｓ Ｉ ｎ ａ ｎ ｏ ｓ ｃ ｏ ｅ ⅢａＢ ｉ ｏ ｓ ｃ ｏ ｅ原子力显微镜观察滤光膜表面形貌 。 样品分别在１ ０ ０， １ ５ ０， ２ ０ ０， ３ ０ ０ ℃ 的５． ０ ｐ ｐ －４ 真 空 环 境 中 热 处 理 。 然 后 将 样 品 置 于 干 燥 柜 （ 相 对 湿 度 约 ） 中 ， 此 后 在 若 干 天 内 用 ×１ ０ Ｐ ａ ４ ０ｍ ｉ ｎ ３ ０％ ＵＶ ７ ５ ７ Ｃ Ｒ Ｔ 型紫外可见分光光度计测量样品的透射率 。
的特定厚度 ， 使它成为 Ａ 以 提 高 整 个 膜 系 的 透 射 率。 我 们 采 用 的 膜 系 结 构 为： 石 英 基 片／ ／ ｌ膜的增透膜 ， １ ５ Ａ ｌ ／ ／ ／ ／ ／空气 ， 厚度为物理厚度 ， 单位是 ｎ ５ １． ５ Ｍ Ｆ ３ ０ Ａ ｌ ５ １． ５ Ｍ Ｆ １ ５ Ａ ｌ ７ ０ Ｍ Ｆ ｍ。 ｇ ｇ ｇ ２ ２ ２
］ ７ 降低其环境稳定性 ［ 。 适当提高沉 积 时的基 片温 度 ， 比 如提高到 ３ 可以使沉积 影响滤光膜的光学性能 ， ０ ０ ℃， ］ ８ 的薄膜具有与块体材料相同的密度 ［ ， 增强薄膜的环境稳定性 。 然而高基片温度却使制备 Ａ ｌ膜的极紫外反射
率降低 ， 在室温下沉积 Ｍ 同 样可 以提 高 薄 膜 的 密 度 和 环 境 稳 定 性 ， 但离子轰击 Ｆ ｇ ２ 的同时辅以能量离子轰击 ， ［ ］ １ ０ 往往导致 Ｍ 从而在短波段产生较大的吸收 ９ ， 使其应用受到限制 。 Ｆ ｇ ２ 薄膜中缺氟 ， 然后再进行真空热处理 ， 以 ４ ０ｎ ｍ的Ａ ｌ和 Ｍ Ｆ 膜的紫外光学特性的前提下 ， 改善其环境 稳定特 性 。 通过 对 ２ 紫外光谱波段 ４ ０ｎ ｍ 峰位在可见 为制备 １ 范围的 Ａ ｌ和 Ｍ Ｆ ２ １． ６ｎ ｍ 波长滤光片及其环境稳定性提供一定的参考 。 ｇ ２ 滤光膜的研究 ，
２ 结果与讨论
２． １ 滤光膜的表面形貌 经过真空 ５ ０， ３ ０ ０ ℃真空热处理的表面 Ａ ＦＭ 图 像 。 从 图 １ 中 可 以 看 出 ， 图 １ 为样品未经热处理和经过 １ 热处理后 ， 样品表面形貌随处理温度的不同呈现出较大的差异 。 未热处理样品表面粗糙度最大 ， 表观颗粒尺寸 在７ 颗粒的平均高度约为 １ 大颗粒之间间隔以许多小颗粒 ， 而且颗粒间存 在着明 显的 深的 间 ０～１ ２ ０ｎ ｍ， ４ｎ ｍ， 薄膜表观颗粒尺寸分布未见明 显变化 ， 但颗 粒之 间 较深 的间隙消 失 ， 表面粗糙度 隙。经１ ５ ０ ℃ 真空热处理后 ， 薄膜表观颗粒尺寸变小 ， 表面起伏比１ 但仍小于未 降低 。３ ０ ０ ℃ 真空热处理后 ， ５ ０ ℃ 真 空 热 处 理 的 略 有 增 大， 热处理样品 ， 同时局部位置出现细小的较深的孔隙 。
０卷 第２期 第２ ０ ０ ８年２月 ２
强
激
光
与
粒
子
束
Ｈ Ｉ ＧＨ Ｐ ＯＷＥ ＲＬ Ａ Ｓ Ｅ Ｒ ＡＮ ＤＰ Ａ Ｒ Ｔ Ｉ Ｃ Ｌ ＥＢ Ｅ ＡＭ Ｓ
Ｖ ｏ ｌ ． ２ ０， Ｎ ｏ ． ２ ， Ｆ ｅ ｂ ． ２ ０ ０ ８
文章编号 ： （ ） ０ ０ １ ４ ３ ２ ２ ２ ０ ０ ８ ０ ２ ０ ２ １ ９ ０ ５ １
１ 滤光膜的设计与制备
１ １］ 可以改变滤光 片 通 带 的 形 状 ［ 。本文工作基于双半波滤光片基本结构（ 反 Ｐ 滤光片 ， 串置组合简单的 Ｆ 射膜／间隔层／反射膜／间隔层／反射膜 ） 设计了窄带滤光片膜系 ， 反射膜材料用 Ａ ， 间隔层 材料用 Ｍ ｌ Ｆ ｌ膜 ｇ ２ 。Ａ 在空气中易氧化 ，氧化作用可能引起 Ａ 膜组分和结构的变化 ， 在 膜表面形成的 膜对 真空紫 外辐 射 ｌ Ａ ｌ Ａ ｌ ２Ｏ ３ １ ２］ ，从而会降低膜层的透射性能 ， 所以设计时在 Ａ 吸收较强 ［ ｌ膜外再镀一层 Ｍ Ｆ ｇ ２ 膜作为保护层 。 选择这层膜
第２期
郑秀萍等 ：Ａ ｌ和 Ｍ Ｆ ｇ ２ 多层滤光膜光谱及其环境稳定性
表 １ 样品真空热处理前后紫外透射率光谱的变化 ’ 犜 犪 犫 犾 犲１ 犆 犺 犪 狀 犲狅 犳 狊 犪 犿 犾 犲 狊犝 犞狊 犲 犮 狋 狉 犪犫 犲 犳 狅 狉 犲犪 狀 犱犪 犳 狋 犲 狉犪 狀 狀 犲 犪 犾 犻 狀 犵 狆 狆 犵
激 光、 天 文 物 理 学 等 领 域 具 有 广 泛 的 应 用。作 为 一 种 最 主 要 的 膜 系 结 构， Ａ ｌ和 窄 带 滤 光 薄 膜 在 光 谱 学 、 Ｍ Ｆ １ ０～３ ５ ０ｎ ｍ 波 段。金 属 Ａ ｌ在 可 见 光 波 段 ｇ ２ 金属介质多层滤光膜在紫外和真空紫外波段 的 应 用 覆 盖 了 １ 两者 的结合 可实现在 特定波 段的 具有较大的消光系数和高反射特性 ， Ｍ Ｆ ｇ ２ 则在紫外波段有较低的消光 系数 ， ［ １ ２］ 深度截止 ， 以及在紫外和真空紫外波段的高透射 。１ ９ ７ ４年 Ｍ ａ ｌ ｈ ｅ ｒ ｂ ｅ采用双半波 Ｆ Ｐ 干 涉滤光 片结 构设 计
Ｆ ｉ ． １ Ａ ＦＭ ｍ ｏ ｒ ｈ ｏ ｌ ｏ ｆ ｓ ａ ｍ ｌ ｅ ｓｂ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅａ ｎ ｄａ ｆ ｔ ｅ ｒａ ｎ ｎ ｅ ａ ｌ ｉ ｎ ｇ ｐ ｇ ｙｏ ｐ ｇ 图 １ 不同热处理工艺下样品表面 Ａ ＦＭ 形貌
表明无论是１ ５ ０ ℃和３ ０ ０ ℃ 热处理下复合滤光膜的粗糙度分别为 １． ６ ５， １． ５ ４ 和 １． ６ ０ｎ ｍ， ５ ０℃ 在室温及 １ 热处理还是３ 粗糙度均小于未热处理样品 ， 膜面平整度改善 。 室温蒸发沉积制备的薄膜通 ０ ０ ℃ 热处理的样品 ， 柱状颗粒之间存在间隙 ， 在１ 表面原子得到能量进行表面扩散 ， 移动到 常呈现出柱状结构 ， ５ ０ ℃ 真空热处理时 ， 柱状颗粒间隙等更低的能量位置 ， 从而填没了间隙 ， 降低 了 表面粗 糙度 。 当 热处 理温度 升高到 ３ 由于 ０ ０ ℃ 时， 但显然结晶引起的晶粒 间隙小 于未 处理的 薄膜 。 从图 １（ ） 中 柱状颗粒获得能量发生结晶而使薄膜变得粗糙 ， ｃ 看出 ， 结晶的颗粒尺寸约为 ７ 在薄膜中产生的间隙小于未热处理的薄膜 。 ０ｎ ｍ， ２． ２ 真空热处理前后的紫外可见光谱 ０ ０， １ ５ ０， ２ ０ ０ 和３ ０ ０ ℃ 下真空热处理前后紫外透射光谱的定量描述 。 图 ２ 所示为 表 １ 给出了样品分别在 １ 样品在真空热处理前后的透射率光谱 。 样品经过 １ 薄膜的峰值透射率和半宽度有所增加 ， 同时峰位略向长 波 ０ ０ ℃ 真空热处理之后 ， 由图 ２ 可见 ， 峰值透射率和半宽度增加 ， 但膜系的透射峰 位偏向 短波 位置 。 经 ３ 方向移动 。 经 １ ５ ０和２ ０ ０ ℃ 热处理之后 ， ０ ０ 峰值透射率和半宽度明显增大 ， 同时透射峰位向短波偏移更加显著 。 ℃ 处理后 ， 其 堆积密 度较 低 ， 当真空蒸发沉积制备的 Ａ Ｆ ｌ及 因为室温下蒸发沉积工艺制备的 Ｍ ｇ ２ 薄膜为柱状结 构 ， 膜层材料原子的迁 移团聚 、 凝 结 和结 晶 ， 以及 Ｍ Ｆ ｇ ２ 多层薄膜进行真空热处理时 ，可能出现膜层中水气的蒸发 ， 多层膜系中金属膜层的氧化 。 经模拟计算发现 ， 如仅考虑因 Ｍ Ｆ ｇ ２ 膜层中的水气蒸发而引起膜层等效折射率 的减小 ， 则将使峰值透射率增大 ， 半宽度减小 ， 透射峰位移向短 波位置 。 如假 设 真空 热 处 理 过 程 中 仍 有 少 量 的 膜之中， 从 而 使Ａ 的光学常数发生稍许的变化， 使Ａ 膜层的消光系数 氧或 水 气 到 达 或 进 入 多 层 膜 系 中 的 Ａ ｌ ｌ ｌ
多层膜结构 ， 实现了１ 并应用于闪烁晶体 Ｂ ９ ５， ２ ２ ０ｎ ｍ 波段高透射 ， ２ ４ ０ｎ ｍ 以外波段的深度截止 ， ａ Ｆ ２ 发射光谱
４］ 的改性等 ［ 。
从而减少薄膜结晶的 几率 ， 达到表 面平 整 Ａ ｌ膜要求在低的基片温度下高速沉积 ， 在滤光膜的制备过程中 ， ［ ５ ６］ 则容易使其出现多孔柱状结构 ， 这种多孔的结 光滑 。 然而如果在同样较低的基片温度下沉积 Ｍ Ｆ ｇ ２ 薄 膜， 构会导致薄膜聚集密度降低 ， 折射率减小 ， 吸收增大 。 当暴露于空气中时 ， 薄膜中的孔洞被水气填充 ， 会极大地
２ ０ ０ ７ ０ ８ ２ １； ２ ０ ０ ８ ０ １ ２ ８ 收稿日期 ： 修订日期 ： 基金项目 ： 国家自然科学基金委员会和中国工程物理研究院联合基金资助课题 （ ） １ ０ ５ ７ ６ ０ ２ １ 作者简介 ： 郑秀萍 （ ， 女， 山东德州人 ， 硕士研究生 ， 主要从事 ＶＵＶ 以及软 Ｘ 射线滤光膜的研究 ； １ ９ ８ ２—） ｘ ｉ ｕ ｉ ｎ ｚ ｈ ｅ ｎ ｏ ｈ ｕ． ｃ ｏ ｍ。 ＠ｓ ｐ ｇ ｇ 联系作者 ： 吴永刚 ， 。 ｗ ｕ ａ ｉ ｌ ． ｔ ｏ ｎ ｉ ． ｅ ｄ ｕ． ｃ ｎ ＠ｍ ｙ ｇ ｇ ｊ
犃 犾和 犕 犉 ２ 多层滤光膜光谱及其环境稳定性 犵