Ni/SiO 2 光衰减片制备及光衰减性能与机理研究

发布时间：2022-12-10 13:13

　　光纤通信是一种弱功率激励行为，为了使光功率控制在需要的范围内，通常采用光衰减器控制和平衡光功率。本论文的目的是制备光衰减器的核心元件—光衰减片。利用金属镍容易吸收通信波长的特性来消耗光能量使其衰减。 本课题采用HDJ-800磁控溅射仪，选择不同的溅射功率（300W,400W,600W,1000W,2000W）、溅射气压（0.2Pa,0.4Pa,0.6Pa,0.8Pa,1.0Pa）、溅射时间（5min,10min,15min,20min）工艺参数制备Ni/SiO₂玻璃光衰减片。借助SEM、XRD、原子力、体视显微镜、722分光光度计等分析手段对镀层组织结构、平整性及光衰减性能进行表征，系统地研究了工艺参数对Ni/SiO₂光衰减片的表面形貌、晶体结构、粗糙度以及对光衰减率的影响。实验结果表明：采用磁控溅射法制备的Ni膜致密、连续，光滑、纳米级（约30nm）晶粒分布均匀，Ni膜与SiO₂玻璃基片不是简单的物理吸附，而是形成了Ni/SiO₂复合薄膜，且与SiO₂基体的附着力好。 ... 

【文章页数】：62 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 光衰减器技术发展水平与现状
        1.2.1 国内外光衰减器的研究现状
        1.2.2 光衰减器的种类
    1.3 磁控溅射技术及化学镀技术在国内外的研究进展
        1.3.1 磁控溅射技术在国内外的发展及应用
        1.3.2 化学镀膜技术在国内外的发展及应用
    1.4 课题来源与研究内容
        1.4.1 课题来源
        1.4.2 研究内容
第2章 实验方案与研究方法
    2.1 实验材料及仪器
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验仪器
    2.2 化学镀镍实验方案
        2.2.1 化学镀实验方案
        2.2.2 化学镀工艺流程
    2.3 磁控溅射镍膜的实验方案
        2.3.1 磁控溅射装置
        2.3.2 磁控溅射实验方案
        2.3.3 磁控溅射工艺流程
    2.4 研究方法
        2.4.1 X-射线衍射分析
        2.4.2 SEM 扫描分析
        2.4.3 体视显微分析
        2.4.4 DF 原子力显微分析
        2.4.5 薄膜与基体的结合力及耐摩擦性能分析
        2.4.6 光衰减性能分析
    2.5 本章小结
第3章 磁控溅射和化学镀制备 Ni/SiO_2光衰减片机理分析及特性比较
    3.1 化学镀制备 Ni 膜机理分析
    3.2 磁控溅射法制备 Ni 膜机理分析
        3.2.1 磁控溅射机理
        3.2.2 磁控溅射成膜机理
    3.3 磁控溅射和化学镀制备 Ni/SiO_2光衰减片的特性比较
        3.3.1 外观比较
        3.3.2 两种镀膜方法所镀 Ni 膜结晶状态的比较
        3.3.3 Ni 膜表面形貌比较
        3.3.4 Ni 膜与基体结合情况及耐摩擦性能的比较
    3.4 本章小结
第4章 工艺参数对膜层组织结构、平整性及光衰减性的影响
    4.1 溅射功率对 Ni 膜表面形貌及组织结构的影响
        4.1.1 溅射功率对 Ni 膜表面形貌的影响
        4.1.2 溅射功率对 Ni 膜微结构及平整度的影响
    4.2 溅射气压对 Ni 膜沉积速率和晶粒尺寸的影响
        4.2.1 溅射气压对 Ni 膜沉积速率的影响
        4.2.2 溅射气压对镍膜晶粒尺寸的影响
    4.3 溅射时间对 Ni 膜表面形貌及膜层成分的影响
    4.4 Ni/SiO_2光衰减片光衰减性能及机理研究
        4.4.1 不同工艺参数对 Ni/SiO_2光衰减片光衰减性能的影响
        4.4.2 Ni/SiO_2光衰减片光衰减机理
    4.5 本章小结
第5章 基于 SRIM 的磁控溅射过程模拟
    5.1 溅射镍靶过程中 Ar+的能量损失及射程
    5.2 不同能量的 Ar+撞击靶材后的位置分布状态
    5.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]镁合金化学镀镍前处理工艺研究进展[J]. 范鹏,曹立新,刘倩倩,刘海萍,毕四富,屠振密.  材料保护. 2013(07)
[2]有线电视光缆传输系统的无源器件与有源器件(上)[J]. 赵输军.  家电检修技术. 2013(01)
[3]直流磁控溅射法在玻璃上沉积金属镍膜的研究[J]. 韩丽.  表面技术. 2012(06)
[4]不同基体上磁控溅射镍铬薄膜电镀后附着力研究[J]. 张俊,卢振强.  广东科技. 2012(13)
[5]我国现代光纤通讯技术的特点及其分类[J]. 杨树龙.  科技传播. 2012(04)
[6]化学镀研究现状及发展趋势[J]. 陈步明,郭忠诚.  电镀与精饰. 2011(11)
[7]磁控溅射法制备镍热敏薄膜的工艺研究[J]. 马卫红,翟于嘉,蔡长龙.  西安工业大学学报. 2011(05)
[8]国内外磁控溅射靶材的现状及发展趋势[J]. 储志强.  金属材料与冶金工程. 2011(04)
[9]一种碱性玻璃腐蚀工艺的研究[J]. 马超,唐会明,徐功涛.  清洗世界. 2011(07)
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硕士论文
[1]利用磁控溅射制备薄膜的研究[D]. 乔爱肖.河北科技大学 2013
[2]基于绿色镀膜技术制备金属/SiO2光衰减片研究[D]. 张剑峰.哈尔滨理工大学 2011
[3]直流磁控溅射工艺及Zr-Ni、Zr-Cu非晶合金溅射膜结构的研究[D]. 李海凤.山东建筑大学 2010
[4]载能离子对固体材料表面溅射的模拟研究[D]. 张德根.华中科技大学 2007



本文编号：3716811