溶胶-凝胶氧化物薄膜的制备及其激光损伤研究

发布时间：2024-02-15 16:25

　　在现代社会中,激光系统广泛应用于科学研究和工业生产的方方面面。光学薄膜是在激光系统中一类常见而又非常重要的元部件,但是其一大缺点是容易被激光损伤,所以这就限制了激光系统的发展。研究如何制备光学薄膜,并提高它们的抗激光损伤能力就显得十分有意义。相比较物理法制备的薄膜,溶胶-凝胶薄膜具备激光损伤阈值高、无亚化学计量缺陷、工艺简单、成本低、适应各种形状基底等优点。本论文通过制备四种不同的溶胶-凝胶光学薄膜,研究了添加剂、退火温度、掺杂过程和原位高温对薄膜性能的影响,并分析其损伤机理,探索进一步提高激光损伤阈值的方法。首先,以TaCl₅作为前驱体,使用了两种不同双添加剂组合的配方合成Ta₂O₅溶胶,即:二乙醇胺(DEA)+乙酰丙酮(ACAC)、二乙醇胺(DEA)+聚乙二醇(PEG),并用提拉法镀制Ta₂O₅薄膜。对比讨论了不同双添加剂组合、相异的退火温度(25℃、150℃)对于薄膜性能有何影响。之后在原位温度25℃和150℃下测试上述两种薄膜的激光损伤阈值(Laser-induced ...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1溶胶-凝胶工艺过程示意图

中的固体粒子大小常在1-100nm范围内。溶胶按照分散介质分为三类：以气体为分散介质的称为气溶胶；以液体作为分散介质的液溶胶；以固体为分散介质的固溶胶。凝胶(gel)是指在溶胶失去流动性后，形成的一种富含液体的柔软弹性的半固体物质，固体粒子呈连续的网络状结构。溶胶-凝胶法制备材料....

图1-2溶胶-凝胶镀膜方法示意图

没有重力对流体的影响，镀膜均匀性非常好。薄膜厚度由弯月面的曲率半径以及溶胶粘度等因素进行控制。旋涂法是首先将溶胶滴在的基片(例如K9)表面的中心处，基片吸附在旋涂机的基座上，之后将基座以设定的速度旋转，通过离心力作用使得溶胶在基片上展开，形成溶胶膜。旋涂法可以通过改变转速来控制膜....

图2-1原子力显微镜结构示意图

谱与标准PDF卡片对比后，就可了解此物质的物相组成。在本论文研究中采用XRD来分析薄膜材料的相结构。2.3.2原子力显微镜原子与原子之间存在极微弱的作用力，原子力显微镜(AFM)是一种特殊显微镜，它利用这种作用力来考察试样表面形貌和性质。AFM的结构中有一个微悬臂，....

图2-2表面热透镜技术测量薄膜弱吸收的实验装置

硕士学位论文142.3.4扫描电子显微镜聚焦电子束轰击试样表面时，关于样品物质的各种物理信号被激发出来，扫描电子显微镜(SEM)将这些信号采集处理放大后，就会在屏幕显示样品的微观形貌。SEM具有放大倍数高、拍摄的图片景深大且富有立体感等优点，它是材料科学领域研究微观结构和形貌必不....

本文编号：3899990