低吸收氧化物光学薄膜研究
发布时间：2023-11-18 10:18
光学薄膜的吸收严重影响激光系统的光束质量、传输效率、光学元件损伤阈值等重要指标。目前,大多数大型光学系统中都采用氧化物材料制备光学薄膜来实现其光学功能。随着激光功率和能量的不断提高,要求氧化物光学薄膜的吸收损耗越低越好。光学薄膜的吸收是光与薄膜中的电子、激子、晶格振动、杂质和缺陷等相互作用的过程。目前光学薄膜的制备涉及从气相到固相的超急冷过程,薄膜中会出现大量的杂质和缺陷,这些杂质和缺陷是光学薄膜的吸收来源。本文通过镀膜工艺实验测试分析影响光学薄膜吸收的主要因素,从杂质和缺陷方面研究光学薄膜的吸收损耗机理,主要工作包括:(1)研究石英玻璃中杂质对紫外波段和1064nm波长的吸收,计算得到石英玻璃羟基含量和1064nm消光系数的线性关系。分析石英晶体和石英玻璃原子排列结构无序程度对紫外吸收边的影响,并计算石英玻璃的带尾能量。测试结果证明石英玻璃1064nm吸收和氧空位缺陷无关、和羟基含量成正比。(2)研究电子束蒸发、离子辅助、磁控溅射技术制备SiO2薄膜的水含量、羟基含量和短波吸收谱。通过其短波吸收系数分析计算薄膜的带隙宽度、Urbach能量和氧空位ODC(I)含量...
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 国外研究进展
1.2.2 国内研究进展
1.3 本论文主要研究内容
第2章 光学薄膜吸收基础知识
2.1 引言
2.2 光吸收损耗的数学表述和K-K变换
2.2.1 光吸收损耗的数学表述
2.2.2 光学常数的K-K变换
2.3 光学薄膜吸收机制
2.3.1 光吸收的经典解释
2.3.2 光吸收的微观机制
2.3.3 光学薄膜吸收机制
2.3.4 光学薄膜的吸收和发光特征
2.4 光学基片和光学薄膜的吸收测试和计算
2.4.1 光度光谱法
2.4.2 光谱椭偏法
2.4.3 光热法
2.5 光学薄膜光致发光谱测试
2.6 本章小结
第3章 SiO2光学薄膜吸收机理研究
3.1 引言
3.2 石英玻璃的特点和吸收机理
3.2.1 石英玻璃的特点
3.2.2 石英玻璃的吸收机理
3.3 石英玻璃吸收测试和分析
3.3.1 石英玻璃中杂质的吸收
3.3.2 石英玻璃中的羟基吸收
3.3.3 石英玻璃的微观缺陷吸收
3.4 SiO2薄膜吸收原因
3.4.1 实验准备
3.4.2 SiO2薄膜中的水吸收
3.4.3 SiO2薄膜中羟基吸收
3.4.4 SiO2薄膜短波带边吸收研究
3.5 SiO2薄膜的光致发光特性
3.5.1 三种SiO2薄膜发光谱测试和分解
3.5.2 SiO2薄膜的发光原因分析
3.6 SiO2薄膜在1064nm波长的吸收因素
3.7 本章小结
第4章 低吸收Ta2O5光学薄膜研究
4.1 引言
4.2 Ta2O5薄膜的吸收机理研究
4.2.1 Ta2O5薄膜的氧空位缺陷吸收
4.2.2 Ta2O5薄膜的红外振动吸收
4.2.3 Ta2O5薄膜中水的吸收
4.2.4 Ta2O5薄膜多波长吸收特性
4.2.5 Ta2O5薄膜的发光特性
4.2.6 Ta2O5薄膜的吸收机理分析
4.3 Ta2O5薄膜离子辅助工艺优化
4.3.1 光学性能和离子源偏压的关系
4.3.2 物理性能与离子源偏压关系
4.4 低吸收Ta2O5/SiO2多波长滤光片制备
4.4.1 单层Ta2O5和SiO2薄膜参数实验准备
4.4.2 滤光片设计和制备
4.5 本章小结
第5章 HfO2光学薄膜的吸收和发光特性研究
5.1 引言
5.2 HfO2薄膜的吸收机理研究
5.2.1 HfO2薄膜的吸收原因
5.2.2 HfO2薄膜的带隙宽度
5.3 HfO2薄膜光致发光特性
5.3.1 HfO2薄膜光致发光谱和XRD结构测试
5.3.2 HfO2薄膜发光机制研究
5.3.3 HfO2薄膜吸收机理分析
5.4 低吸收HfO2薄膜镀膜工艺优化
5.4.1 离子辅助HfO2薄膜的吸收特性
5.4.2 电子束蒸发HfO2薄膜的吸收特性
5.5 本章小结
第6章 总结和展望
6.1 论文主要工作
6.2 本论文创新点
6.3 存在的问题及对后续工作的建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3865089
【文章页数】：142 页
【学位级别】：博士
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摘要
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第1章 绪论
1.1 研究背景
1.2 国内外研究进展
1.2.1 国外研究进展
1.2.2 国内研究进展
1.3 本论文主要研究内容
第2章 光学薄膜吸收基础知识
2.1 引言
2.2 光吸收损耗的数学表述和K-K变换
2.2.1 光吸收损耗的数学表述
2.2.2 光学常数的K-K变换
2.3 光学薄膜吸收机制
2.3.1 光吸收的经典解释
2.3.2 光吸收的微观机制
2.3.3 光学薄膜吸收机制
2.3.4 光学薄膜的吸收和发光特征
2.4 光学基片和光学薄膜的吸收测试和计算
2.4.1 光度光谱法
2.4.2 光谱椭偏法
2.4.3 光热法
2.5 光学薄膜光致发光谱测试
2.6 本章小结
第3章 SiO2光学薄膜吸收机理研究
3.1 引言
3.2 石英玻璃的特点和吸收机理
3.2.1 石英玻璃的特点
3.2.2 石英玻璃的吸收机理
3.3 石英玻璃吸收测试和分析
3.3.1 石英玻璃中杂质的吸收
3.3.2 石英玻璃中的羟基吸收
3.3.3 石英玻璃的微观缺陷吸收
3.4 SiO2薄膜吸收原因
3.4.1 实验准备
3.4.2 SiO2薄膜中的水吸收
3.4.3 SiO2薄膜中羟基吸收
3.4.4 SiO2薄膜短波带边吸收研究
3.5 SiO2薄膜的光致发光特性
3.5.1 三种SiO2薄膜发光谱测试和分解
3.5.2 SiO2薄膜的发光原因分析
3.6 SiO2薄膜在1064nm波长的吸收因素
3.7 本章小结
第4章 低吸收Ta2O5光学薄膜研究
4.1 引言
4.2 Ta2O5薄膜的吸收机理研究
4.2.1 Ta2O5薄膜的氧空位缺陷吸收
4.2.2 Ta2O5薄膜的红外振动吸收
4.2.3 Ta2O5薄膜中水的吸收
4.2.4 Ta2O5薄膜多波长吸收特性
4.2.5 Ta2O5薄膜的发光特性
4.2.6 Ta2O5薄膜的吸收机理分析
4.3 Ta2O5薄膜离子辅助工艺优化
4.3.1 光学性能和离子源偏压的关系
4.3.2 物理性能与离子源偏压关系
4.4 低吸收Ta2O5/SiO2多波长滤光片制备
4.4.1 单层Ta2O5和SiO2薄膜参数实验准备
4.4.2 滤光片设计和制备
4.5 本章小结
第5章 HfO2光学薄膜的吸收和发光特性研究
5.1 引言
5.2 HfO2薄膜的吸收机理研究
5.2.1 HfO2薄膜的吸收原因
5.2.2 HfO2薄膜的带隙宽度
5.3 HfO2薄膜光致发光特性
5.3.1 HfO2薄膜光致发光谱和XRD结构测试
5.3.2 HfO2薄膜发光机制研究
5.3.3 HfO2薄膜吸收机理分析
5.4 低吸收HfO2薄膜镀膜工艺优化
5.4.1 离子辅助HfO2薄膜的吸收特性
5.4.2 电子束蒸发HfO2薄膜的吸收特性
5.5 本章小结
第6章 总结和展望
6.1 论文主要工作
6.2 本论文创新点
6.3 存在的问题及对后续工作的建议
参考文献
致谢
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果
本文编号：3865089
本文链接：https://www.wllwen.com/guanlilunwen/gongchengguanli/3865089.html
