氟-氧化物复合薄膜的特性研究

作者：师云云; 徐均琪; 苏俊宏

来源：光子学报, 2020, 49(08): 196-204.

• 复合薄膜
• 氟化物
• 氧化物
• 双源共蒸技术
• 光学性能
• 应力
• 激光损伤阈值

以SiO2、TiO2、YF3为单组分材料分别制备了SiO2/YF3、TiO2/YF3复合薄膜,探究复合后膜层的光学、力学以及抗激光损伤性能的变化情况.采用双源共蒸技术,通过控制膜料蒸发时的沉积速率制备了混合摩尔比为1∶1的两种氟氧化物复合薄膜,对复合膜层的折射率、消光系数、透射特性、表面形貌、粗糙度进行了测量,并研究了其抗激光损伤性能.结果表明:SiO2/YF3、TiO2/YF3复合膜层的折射率分别为1.478 7和1.864 6(波长550 nm),介于单组分材料之间(YF3为1.493 6、SiO2为1.465 1、TiO2为2.048 3),且均呈现正常色散分布;ZYGO干涉测量的结果显示,SiO2/YF3膜层的应力值为1.9 GPa,比单组分材料SiO2和YF3的0.4 GPa大但粗糙度小;TiO2/YF3膜层的应力值为0.8 GPa,比TiO2的3.9 GPa应力小但较YF3大,表现出较明显的应力调节效果;SiO2/YF3复合薄膜的激光损伤阈值为9.2 J/cm2,相比于单组分的SiO2提高了2.2%,较YF3提高了39.2%;TiO2/YF3的激光损伤阈值为7.8 J/cm2,相比于单组分的TiO2薄膜而言提高了85.6%,较YF3提高了17.4%.通过双源共蒸技术沉积得到的氟氧化物复合薄膜,吸收小、膜层折射率可调;SiO2/YF3、TiO2/YF3复合膜层的抗激光损伤性能均优于单组分材料;YF3的掺杂能够明显降低单一TiO2材料的应力,但SiO2/YF3的应力大于单组分的SiO2、YF3薄膜.

• 单位
  西安工业大学