温度变化对近红外光学薄膜的应力和光学特性影响研究

发布时间：2021-03-14 15:29

　　随着薄膜技术的日益发展,光学薄膜的应用愈来愈广泛。光学薄膜主要应用于日常生活、精密仪器和航空航天设备等多个方面,其中红外光学薄膜的应用面临复杂的环境变化,薄膜性能受温度变化作用明显。光学薄膜的力学特性和光学特性改变会影响薄膜元件可靠性和稳定性,因此本文主要研究温度变化对光学薄膜应力特性和光学特性的影响。光学薄膜主要通过真空高温的物理气相沉积法制备,这类非平衡制备方式导致薄膜性能受应力影响。本文首先介绍了应力的基本分类,着重研究了由于薄膜和基片热失配引起的热应力,基于桥梁弯曲模型和位移协调理论,建立了热应力模型,计算得到了多层薄膜的水平应变、弯曲应变和热应力的分布情况。当薄膜厚度远小于基底厚度时,在详细推导的基础上给出了多层薄膜间的热应力简化计算公式,结合长波红外窄带滤光片实例,分析了多层膜间的热应力数值大小和分布情况。本文还研究了温度变化对常用红外单层膜的性能影响,利用电子束蒸发沉积的SiO₂和Si薄膜,研究温度变化分别对其应力大小和光学特性的影响。结果发现,单层薄膜SiO₂和Si随着膜层厚度从0.5μm到2μm的不断增加,应力值不断减小;另... 

【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所)上海市

【文章页数】：76 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

波段分布图

红外滤光片的温度漂移Figure1.2Diagramoftemperaturedriftofinfraredfilter

MgF2薄膜真空中折射率n变化

【参考文献】：
期刊论文
[1]磁控溅射成膜温度对纯铝薄膜小丘生长以及薄膜晶体管阵列工艺良率的影响[J]. 刘晓伟,郭会斌,李梁梁,郭总杰,郝昭慧.  液晶与显示. 2014(04)
[2]中心波长14.95μm超窄带滤光片的研制[J]. 张麟,倪榕,黄春,李斌,刘定权.  光学学报. 2014(07)
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[4]红外薄膜中热应力的研究[J]. 陈为兰,顾培夫,王颖,章岳光,刘旭.  物理学报. 2008(07)
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[8]不同厚度溅射Ag膜的微结构及光学常数研究[J]. 何玉平,吴桂芳,李爱侠,孙兆奇.  光学学报. 2002(06)
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[10]薄膜内应力的起源[J]. 范玉殿,周志烽.  材料科学与工程. 1996(01)

博士论文
[1]红外双色滤光片的研制及其低温光谱研究[D]. 蔡渊.中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所) 2017



本文编号：3082450