F-P薄膜滤波器的结构设计与特性研究
发布时间：2021-04-20 15:15
F-P薄膜滤波器因其结构设计简单、调谐中心波长范围广、工艺制备方便且成本低廉等优势,在光通信、激光系统和光纤光栅传感等领域获得极大的应用。特别是在光读出方式的红外成像领域,利用其光刻次数少、原理简单和无需制冷系统等特点,结合当前发展成熟的CCD/CMOS工艺,有广阔的市场前景。衬底材料的选择、基于衬底的膜层结构设计及优化、基于现有实验条件的制备方案选择都是影响F-P薄膜滤波器性能的关键。因此,本文将从薄膜传输的理论出发,根据实验要求对滤波器进行结构设计,并在此基础上进行实验制备,理论分析,性能优化,对F-P薄膜滤波器的性能有一个初步的研究。首先,从现有设备条件中,选择了非晶硅和氮化硅作为高低折射率材料,非晶硅作为腔层材料,利用PECVD（等离子加强化学气相沉积）设备在硅衬底上沉积了不同结构的全介质F-P薄膜滤波器,测量分析了不同结构的薄膜滤波器实验性能。结果表明:（1）腔层两端DBR（高低折射率材料）数量相同,即对称结构的F-P薄膜滤波器,随着DBR数量的增加,滤波器半峰宽（FWHM）减小,中心波长光谱反射率范围(Rmax-Rmin)在DBR...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 F-P滤波器概述
1.3 研究现状
1.4 课题研究意义
1.5 本文的研究思路及内容安排
第二章 F-P滤波器原理与制备方案研究
2.1 光学薄膜原理
2.1.1 单层薄膜
2.1.2 多层薄膜
2.2 F-P薄膜滤波器原理及特性表征
2.3 薄膜滤波器的制备方案及测试
2.3.1 制备方法介绍
2.3.2 制备方法选取
2.3.3 测试仪器
2.4 本章小结
第三章 F-P薄膜滤波器结构设计与制备测试分析
3.1 引言
3.2 对称结构的F-P薄膜滤波器
3.2.1 滤波器的结构设计
3.2.2 工艺制备
3.2.3 结构介绍
3.2.4 制备流程
3.2.5 测试结果
3.2.6 结果分析
3.3 非对称的F-P滤波器
3.3.1 衬底的影响
3.3.2 结构设计
3.3.3 制备流程
3.3.4 光谱性能测试
3.3.5 结果分析
3.4 表面减反的F-P滤波器
3.4.1 减反膜原理
3.4.2 减反膜材料选择
3.4.3 结构设计
3.4.4 制备流程
3.4.5 性能测试及分析
3.5 本章小结
第四章 滤波器结构优化
4.1 薄膜滤波器表面气泡及其影响
4.1.1 气泡形貌
4.1.2 对滤波器的影响
4.2 气泡特性研究
4.2.1 气泡尺寸与沉积时间
4.2.2 气泡产生机理
4.3 滤波器表面气泡的消除
4.3.1 氧化结构
4.3.2 氧化方法的选取
4.3.3 氧化流程
4.3.4 结果及分析
4.4 缓冲层滤波器设计制备及分析
4.4.1 滤波器结构设计
4.4.2 制备流程
4.4.3 性能测试与分析
4.5 本章小结
第五章 单元滤波器的阵列化研究
5.1 引言
5.2 单元滤波器阵列化的制备
5.2.1 掩膜版的设计
5.2.2 光刻
5.2.3 刻蚀
5.2.4 切割
5.3 阵列化特性研究
5.3.1 阵列化形貌特性
5.3.2 阵列化滤波器的性能研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]α-Si:H/SiNx叠层薄膜对晶体硅太阳电池的钝化[J]. 郑雪,余学功,杨德仁. 物理学报. 2013(19)
[2]微晶硅薄膜带隙态及微结构的研究[J]. 彭文博,刘石勇,肖海波,张长沙,石明吉,曾湘波,徐艳月,孔光临,俞育德. 物理学报. 2009(08)
[3]PMN-PT透明光电陶瓷材料的特性及制备技术[J]. 姜德生,刘忠明,童杏林,刘恋. 材料导报. 2007(S1)
[4]基于法布里-珀罗滤波片的宽光谱可调谐滤波器[J]. 刘晓明,张敏明,刘德明. 光学与光电技术. 2006(01)
[5]可调谐Fabry-Perot滤波器的研究与发展趋势[J]. 宋明,谢芳,冯其波. 光子技术. 2005(04)
[6]新型F-P腔滤波器的性能分析及控制[J]. 汪宏章,戴珩. 传感器技术. 2005(09)
[7]多层介质光学膜系的误差分析———膜层厚度变化的灵敏度因子[J]. 范志刚,张伟,李以贵,吕春华. 激光技术. 1996(04)
[8]薄膜的光学特性分析[J]. 田来科. 光子学报. 1996(06)
本文编号：3149922
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：74 页
【学位级别】：硕士
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摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 F-P滤波器概述
1.3 研究现状
1.4 课题研究意义
1.5 本文的研究思路及内容安排
第二章 F-P滤波器原理与制备方案研究
2.1 光学薄膜原理
2.1.1 单层薄膜
2.1.2 多层薄膜
2.2 F-P薄膜滤波器原理及特性表征
2.3 薄膜滤波器的制备方案及测试
2.3.1 制备方法介绍
2.3.2 制备方法选取
2.3.3 测试仪器
2.4 本章小结
第三章 F-P薄膜滤波器结构设计与制备测试分析
3.1 引言
3.2 对称结构的F-P薄膜滤波器
3.2.1 滤波器的结构设计
3.2.2 工艺制备
3.2.3 结构介绍
3.2.4 制备流程
3.2.5 测试结果
3.2.6 结果分析
3.3 非对称的F-P滤波器
3.3.1 衬底的影响
3.3.2 结构设计
3.3.3 制备流程
3.3.4 光谱性能测试
3.3.5 结果分析
3.4 表面减反的F-P滤波器
3.4.1 减反膜原理
3.4.2 减反膜材料选择
3.4.3 结构设计
3.4.4 制备流程
3.4.5 性能测试及分析
3.5 本章小结
第四章 滤波器结构优化
4.1 薄膜滤波器表面气泡及其影响
4.1.1 气泡形貌
4.1.2 对滤波器的影响
4.2 气泡特性研究
4.2.1 气泡尺寸与沉积时间
4.2.2 气泡产生机理
4.3 滤波器表面气泡的消除
4.3.1 氧化结构
4.3.2 氧化方法的选取
4.3.3 氧化流程
4.3.4 结果及分析
4.4 缓冲层滤波器设计制备及分析
4.4.1 滤波器结构设计
4.4.2 制备流程
4.4.3 性能测试与分析
4.5 本章小结
第五章 单元滤波器的阵列化研究
5.1 引言
5.2 单元滤波器阵列化的制备
5.2.1 掩膜版的设计
5.2.2 光刻
5.2.3 刻蚀
5.2.4 切割
5.3 阵列化特性研究
5.3.1 阵列化形貌特性
5.3.2 阵列化滤波器的性能研究
5.4 本章小结
第六章 总结与展望
6.1 工作总结
6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士期间的研究成果
【参考文献】：
期刊论文
[1]α-Si:H/SiNx叠层薄膜对晶体硅太阳电池的钝化[J]. 郑雪,余学功,杨德仁. 物理学报. 2013(19)
[2]微晶硅薄膜带隙态及微结构的研究[J]. 彭文博,刘石勇,肖海波,张长沙,石明吉,曾湘波,徐艳月,孔光临,俞育德. 物理学报. 2009(08)
[3]PMN-PT透明光电陶瓷材料的特性及制备技术[J]. 姜德生,刘忠明,童杏林,刘恋. 材料导报. 2007(S1)
[4]基于法布里-珀罗滤波片的宽光谱可调谐滤波器[J]. 刘晓明,张敏明,刘德明. 光学与光电技术. 2006(01)
[5]可调谐Fabry-Perot滤波器的研究与发展趋势[J]. 宋明,谢芳,冯其波. 光子技术. 2005(04)
[6]新型F-P腔滤波器的性能分析及控制[J]. 汪宏章,戴珩. 传感器技术. 2005(09)
[7]多层介质光学膜系的误差分析———膜层厚度变化的灵敏度因子[J]. 范志刚,张伟,李以贵,吕春华. 激光技术. 1996(04)
[8]薄膜的光学特性分析[J]. 田来科. 光子学报. 1996(06)
本文编号：3149922
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