一、不同膜系结构的光学薄膜的激光损伤研究（论文文献综述）
李鹏[1]（2015）在《PECVD技术制备光学薄膜损伤特性研究》文中研究指明光学薄膜几乎应用在所有光学系统中,由于它在高功率激光系统容易受到强激光损伤,因而引起了相关研究者对光学薄膜激光损伤特性的密切关注。采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）可在低温下制备光学薄膜,且易实现渐变折射率薄膜的沉积。研究其制备光学薄膜激光损伤变化规律,对于提高光学薄膜激光损伤阈值有着重要意义。本文研究了PECVD技术制备光学薄膜损伤特性。采用PECVD技术在BK7玻璃基底上分别制备了不同厚度的单层SiOxFy、SiO2、SiOxNy、SiNx光学薄膜,仿真模拟了上述4种光学薄膜样片在不同厚度下的电场强度分布,测试分析了薄膜的激光损伤阈值和损伤形貌,建立了光学薄膜厚度、折射率、制备工艺参数、电场强度分布与薄膜激光损伤特性之间的关系,设计并优化了波长范围在350-3000nm的1064nm陷波滤光片,并采用规整膜系和混合渐变膜系完成了滤光片制备,讨论了其抗激光损伤特性与膜系之间的关系,探讨了PECVD技术制备光学薄膜的制造误差,完成了滤光片的环境试验。主要结论有：1)低折射率SiOxFy和Si02薄膜的激光损伤阈值随薄膜厚度变化不明显,中间折射率SiOxNy和高折射率SiNx薄膜的激光损伤阈值随薄膜厚度的增加有明显减小趋势；2)电场强度分布对SiOxFy、SiOxNy、SiNx光学薄膜激光损伤阈值影响较为明显。Si02薄膜的电场强度变化对激光损伤阈值影响较小；3)在选定的制备工艺参数范围内,沉积温度对SiOxFy、SiOxNy薄膜材料激光损伤阈值影响最大,射频功率与工作压强影响较小。射频功率对高折射率SiNx薄膜材料激光损伤阈值影响最大,沉积温度与工作压强影响较小；4)设计的1064nm陷波滤光片两侧通带平均透过率T≥92%,1064nm处反射率R≥95%。实测光谱曲线与设计曲线基本一致,规整膜系和混合渐变膜系对应的滤光片激光损伤阈值分别为10.9J/cm2和12.8J/cm2（波长1064nm,脉宽10ns）。5)滤光片表现出较好的环境适应性和稳定性。
李候俊[2]（2019）在《1.2-3μm波段激光薄膜滤光片的研制》文中进行了进一步梳理光学系统中,几乎所有的光学元件表面都要镀制各种各样的薄膜以实现特定的光学性能。对于激光系统中的红外窗口薄膜,除了要求其能够改善系统的透射性能,提高成像质量,还要求具有较高的抗激光损伤阈值。本文针对项目实际需求,基于薄膜光学的基本理论,结合电场强度特性,设计了用于窗口表面的长波通滤光膜和减反射膜的膜系结构,并采用离子束辅助热蒸发沉积技术进行薄膜制备,通过制备工艺优化和后续处理,获得了所需的薄膜样品。采用离子束辅助热蒸发沉积技术,在单抛Si基底上镀制高、低折射率材料ZnS和MgF2单层膜,确定了薄膜制备工艺参数和光学常数（n和k）。综合考虑光谱性能和电场强度分布,用TFCale膜系软件设计了1.064μm高反、1.2-3μm波段增透的长波通滤光片和1.2-3μm减反射膜,膜系结构分别为:长波通膜系为G|4H2L1.5H2L2H1.5L2H4L|A,减反射膜膜系为G|3.5H3.5L|A。在双抛Si基底两个面分别镀制长波通滤光膜和减反射膜,并对薄膜器件的光谱特性和激光损伤阈值进行测试,测得在1.2-3μm波段,峰值透过率达到98.48%,平均透过率为92.35%,1.064μm处透过率为5.09%,激光损伤阈值（LIDT）为4.3J/cm2。（激光波长1064nm,脉宽10ns）在双抛Si基底两个面均镀制了减反射膜,并对薄膜器件的光谱特性进行测试,测得在1.2-3μm波段,其峰值透过率达到99.57%,平均透过率达到96.21%。最后,对长波通滤光膜分别进行离子束和退火处理,发现适当的处理参数,有助于薄膜激光损伤阈值的提高,当离子能量E=600eV时,其LIDT值为5.8J/cm2,当退火温度t=250℃,其LIDT提高到6.3J/cm2。
王燕[3]（2019）在《渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究》文中提出光学减反膜元件是激光系统中极其重要的器件之一,如何提高减反膜的抗激光损伤阈值成为关注的一个热点。渐变折射率薄膜具有提高激光损伤阈值且实现宽带减反的特点。采用PECVD技术制备的渐变折射率薄膜具有折射率连续变化范围大,制造精度较高等独特的优点,近年来在激光薄膜的前沿研究中展现了巨大的应用潜能。本文重点探索渐变膜系减反膜与激光损伤阈值之间的变化规律。首先通过仿真技术进行不同的减反膜系设计并进行优化;其次,采用PECVD技术在K9玻璃上沉积不同渐变减反膜系（多层梯度渐变膜系和相应的坡度渐变膜系）完成样片制备,使样片平均透过率在450～750nm波段不低于99%;最后进行了激光损伤阈值测量,研究不同渐变膜系减反膜的激光损伤阈值变化规律。获得的主要结论如下:（1）通过选择合适的基础膜系,并结合一定的优化方法,获得了三种满足设计要求的渐变膜系减反膜。渐变膜系1:G/H1→H/L/A、渐变膜系2:G/0.48H2/L1→H/1.31L1/A、渐变膜系 3:G/L1/L/H3→H/L1/A,其中 nL=1.46,nL1=1.4,nH=1.96,nH1=1.7,nH2=1.85,nH3=1.75。三种渐变膜系在设计波段的理论平均透过率分别为99.44%、99.28%、99.60%。（2）完成了梯度法和坡度法制备三种渐变膜系减反膜的工艺研究,获取了满足光学性能的多种梯度和坡度渐变膜系。梯度渐变膜系样片平均透过率在99.02～99.41%之间,坡度渐变膜系样片平均透过率在99.03～99.52%之间。（3）在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下,渐变膜系相对于基础膜系,抗激光损伤阈值有显着的提高;对于同一渐变膜系,在相同制备条件（梯度法和坡度法）下,随着梯度化层数的增加,薄膜的抗激光损伤阈值有减小的趋势;对于同一渐变膜系,在相同膜层的条件下,采用坡度法制备的样片抗激光损伤阈值均高于梯度法制备的样片;对于不同渐变膜系,在相同膜层和相同制备条件下,G/H1→H/L/A薄膜的抗激光损伤能力最强,其中坡度渐变膜系1-5的激光损伤阈值最大,为25.0J/cm2,G/0.48H2/L1→H/1.31L1/A 次之,G/L1/L/H3→H/L1/A 最弱。
王斌[4]（2013）在《不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析》文中研究指明本文从理论分析、数值模拟及实验研究方面对脉宽为fs、ns、ms激光致光学薄膜元件的损伤特性和机理进行研究。在脉宽为ms激光对增透膜和反射膜元件损伤实验的基础上,建立了改进型缺陷分析模型,结合热应力分析得到的结果显示,增透膜损伤由表面缺陷主导,反射膜损伤由内部缺陷主导；进而定义了积分吸收比参量η,并提出当叩<1时,薄膜元件损伤与增透膜类似,当η>1时,薄膜元件与反射膜损伤类似。建立了脉宽为ns激光辐照光学薄膜元件的一维半无限大模型,结合薄膜系统电场分布,提出了激光辐照多层薄膜元件温度场的数学解法；计算和实验验证结果显示,多层介质反射膜具有分层破坏特性,单层金属膜损伤阈值随膜层厚度递增进而保持不变；所提出的数学解法较常用的有限元算法具有计算快、运算量小、可适合大尺寸模型等特点。采用fs激光辐照金属膜的双温热传导和介质膜电离理论,结合薄膜中实际电场分布,得到了金属、介质及金属-介质薄膜元件损伤阈值分析方法；研究结果表明,金属-介质薄膜反射元件在超短脉宽激光系统中的应用更具有优势；而金属膜层的材料和厚度均对损伤有影响,且适当增加金属膜层厚度或引入高热导率的附加层均能有效提高元件的损伤阈值。对fs、ns与ms激光致光学薄膜元件的损伤形貌、阈值及机理进行了研究。结果表明：fs激光损伤金属膜需采用双温热传导模型且损伤阈值与脉宽无关,ns与ms激光可使用单温热传导模型且损伤阈值与脉宽遵循τ1/2规律；百皮秒至纳秒脉宽之间为双温模型向单温模型的过渡阶段；fs激光损伤介质膜主要表现为电离击穿,而ns与ms激光损伤以热效应为主导；脉宽为十皮秒到纳秒之间时,电离击穿与热效应共同作用；热效应分析结果进一步显示,ms激光比ns激光损伤范围广、破坏大,且对缺陷不敏感。本文结果可为研究ms激光致光学薄膜元件的损伤提供理论与实验基础,为求解ns激光作用于光学薄膜的温度场提供一种方法,进而为fs激光系统中高性能的光学薄膜元件设计提供辅助手段。文中涉及的不同脉宽激光致光学薄膜元件的损伤比较结果可为工业或军事应用中选择激光器提供参考。
张蕾[5]（2016）在《1064nm固体激光薄膜损伤阈值的研究》文中进行了进一步梳理光学薄膜作为高能量、大功率激光系统的重要组成部分,在激光辐照下,最先发生破坏,严重影响激光系统的正常工作。研究光学薄膜的激光损伤阈值问题,对于推动激光向高能量、大功率发展具有重要的意义。离子束溅射,制备出的光学薄膜具有低的吸收、散射损耗,致密性高,环境稳定性好,已成为制备高抗激光薄膜的重要沉积手段,尤其在空间应用领域,优势更加明显。所以,本文针对离子束溅射镀膜制备工艺下的光学薄膜进行损伤阈值的研究。首先从搭建1064nm固体激光薄膜损伤测试平台展开,然后在搭建好的损伤测试平台上,对不同膜系结构的增透膜、双面镀制的增透膜前后膜堆以及45度高反膜损伤阈值进行测量与讨论。具体内容如下:1.通过改变1064nm固体脉冲激光器的腔镜、腔型以及尝试使用平凹柱面镜对光斑进行整形,改善入射到实验片上的光斑的圆度以及强度分布。通过外加偏振光学元件,解决了由于半波片旋转角度,光斑强度畸变的问题。2.为提高离子束溅射制备的1064nm、532nm双波长增透膜抗激光损伤阈值,在基板和空气侧分别加镀半波长厚度的缓冲层和保护层,研究缓冲层、保护层对增透膜抗激光损伤阈值的影响。实验结果表明,半波长的缓冲层、保护层均有助于提高增透膜的抗激光损伤阈值。最后,添加半波长保护层及缓冲层的增透膜损伤阈值由都未添加时的8.14J/cm2上升到17.8621J/cm2,损伤阈值提高了119%。3.采用优化后的膜系结构双面镀制增透膜,对增透膜前后膜堆进行损伤阈值的测量,后膜堆的损伤阈值要低于前膜堆的损伤阈值。根据前后膜堆损伤形貌的不同对损伤阈值的差异进行了解释。4.在光路中,通过旋转半波片的角度改变入射到实验片上的激光偏振态,测量了S、P偏振光分别入射下45度高反膜的损伤阈值。P偏振光入射下光学薄膜的损伤阈值要明显低于S偏振光入射下光学薄膜的损伤阈值。通过损伤形貌的观察以及电场强度的计算得出了损伤阈值差异的原因。
黄伟[6]（2005）在《中远红外激光薄膜技术研究》文中研究说明光学薄膜是激光系统中的重要组成部分,对于高功率激光系统来说,光学薄膜相对于其它元件具有较低的抗激光损伤阈值,它是限制激光器功率进一步提高的瓶颈,是激光系统设计的重要依据和最大限制,因此,研究薄膜抗激光损伤,不断提高薄膜的损伤阈值,对研制和发展高能激光系统具有重要意义。在中远红外波段一些化学激光器自从上世纪60年代末演示成功以来,发展非常迅速,输出激光功率也越来越高。随着激光功率的提高,对激光薄膜元件的要求也越来越高。 本论文针对高损伤阈值的中红外波段的激光薄膜的优化设计、制备工艺、参数测试等方面进行了系统研究。论文所取得的主要研究成果包括: 1.给出了激光薄膜的基本设计理论和方法,详细讨论了中远红外光学薄膜制备过程中有关基板材料的选取、抛光和清洗工艺、薄膜材料的选取、热蒸发、溅射和离子镀等薄膜沉积方法以及基板温度、淀积速率和真空度等工艺参数如何确定等多方面的关键技术,从而为中远红外激光薄膜的设计和制备奠定了基础。 2.建立了多层光学薄膜的温度场理论模型,给出了相应的热传导方程组。采用交替隐型技术,编制了激光辐照下光学薄膜的温度场分布的计算模拟程序,并用美国斯坦福大学的计算结果进行了详细校
吕起鹏[7]（2019）在《离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究》文中研究指明高精密光学系统对光学薄膜的光学和力学等性能的要求日益提高。光学元件在满足高的光谱特性、超低吸收率和散射损耗的同时,还要求其镀膜后保证高的面形精度以及高的环境稳定性。离子束溅射技术由于其工作性能稳定,所制备的薄膜的光学和力学性能优良等优点,是目前光学薄膜最主流的制备技术并被广泛应用于高精密光学薄膜制备中。但是,该技术的缺点是所制备的薄膜通常具有高的压应力,导致光学元件在镀膜后产生大的应力形变,更严重的是随着薄膜层数的增加,在膜层中积累的应力会导致薄膜出现翘曲、龟裂、脱落等失效现象。因此,系统研究离子束溅射沉积光学薄膜的应力特性和应力形变控制技术具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文研究了在离子束溅射镀膜过程中氧流量和成膜方式对Ta2O5、SiO2薄膜光学与应力特性的影响规律,表征了退火热处理后Ta2O5薄膜应力状态反转以及SiO2薄膜应力线性变化的规律性;基于Ta2O5、SiO2薄膜在不同退火温度下的应力演变规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英元件曲率半径的方法,并建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型;提出了基于宽波段复杂膜系的膜厚监控策略以及膜厚均匀性修正的优化模型;成功实现了大口径光学元件上Ta2O5/SiO2多层膜的应力形变控制。本论文的主要结论如下:1.在Ta2O5镀膜过程中通过调节氧流量可有效地降低薄膜吸收率且Ta205成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可明显地调控Ta2O5薄膜的应力状态。氧流量的减小增大了薄膜的沉积速率,并导致薄膜表面粗糙度增大。在20 μm膜厚范围内,应力形变与Ta2O5薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Ta2O5薄膜应力稳定、无释放。退火热处理影响Ta2O5薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,Ta2O5薄膜压应力减小,当温度为591 K时,薄膜应力开始由压应力状态转变为张应力状态,出现应力反转,且张应力随着退火温度的升高而变大。同时,随着退火温度升高,薄膜光学厚度增加,折射率减小,表面粗糙度变大,表面元素化学计量比更加趋于理想化学计量比。退火温度继续升高到933 K时,Ta205薄膜结构由无定形态向六方相转变。2.在SiO2镀膜过程中成膜方式可以明显改变其微观结构、光学和力学特性且Si02成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可以明显地降低Si02薄膜的应力。直接溅射SiO2靶制备的SiO2薄膜表面粗糙度更低,压应力更小。在30 μm膜厚范围内,应力形变与SiO2薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Si02薄膜应力稳定、无释放;退火热处理影响SiO2薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,SiO2薄膜的压应力线性减小,但SiO2薄膜一直处于压应力状态,没有出现应力反转。基于SiO2薄膜在不同退火温度下的光学与应力特性的变化规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英光学元件曲率半径的方法。利用上述方法可以将石英元件曲率半径的精度提高至0.2%,且折射率接近于石英基底体材料,保持了良好的光学特性。3.基于Ta2O5、SiO2薄膜在退火热处理后的应力演变规律,建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,利用该模型可以有效降低多层膜应力形变,进一步结合Ta2O5和SiO2周期数对元件应力形变影响的规律,引入膜堆周期数应力修正因子修正了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,通过调控Ta2O5和SiO2薄膜膜层厚度比,实现了非规整高反膜系的应力形变控制。针对单点工作波长膜系,为不改变其中心波长的光谱特性,提出引入光学薄膜理论中“虚设层”的概念优化多层膜应力控制模型,实现了高反射膜系的面形控制。针对宽波段复杂膜系,在不影响工作波段光谱特性的前提下,提出引入“缓冲层”优化多层膜应力控制模型,使得多层膜在退火热处理之后增加了薄膜张应力变量,实现了增透膜系的面形控制。4.在宽光谱膜厚监控技术监控复杂膜系沉积过程中,提出了宽光谱监控、时间监控相结合以及波长间接监控的监控策略,可以有效减小膜层厚度误差,提高膜系的成品率。利用宽光谱监控和时间监控相结合的监控策略,以宽光谱膜厚监控技术监控敏感膜层并结合时间监控法监控超薄层以及折射率匹配层的方式实现了薄膜敏感层、超薄层以及折射率匹配层的精确监控;利用宽光谱波长间接监控策略,以宽光谱膜厚监控系统的监控波长间接监控复杂膜系的膜层厚度的方式实现了宽波段复杂膜系的波长间接监控,所制备的膜层厚度产生的随机误差较低。通过引入实际遮挡弧长修正因子对多层膜厚度均匀性的修正模型进行了优化,提高了膜厚均匀性修正效率和精度,利用该优化模型实现了360 mm直径工件盘上薄膜厚度均匀性优于±0.1%。
杭良毅[8]（2016）在《用于多波长激光损伤测试仪的滤光片设计与制备》文中提出应用于大功率、高能量激光系统中的薄膜元件是整个光学系统中重要而又易损的薄弱环节,光学薄膜一旦遭到激光损伤,不但会使成像质量降低,严重时还会导致整个光学系统无法工作。然而,目前薄膜的激光损伤阈值（laser-induced damage threshold,LIDT）仍缺乏有效的检测手段和方法,对薄膜激光损伤评判及损伤阂值测试仪的研究显得非常重要。本文基于以上背景,为了满足多波长共光路激光损伤测试仪的要求,需要解决测试仪中滤光片的设计和制备问题。本文研究了单层膜的抗激光损伤能力和制备工艺,对膜料进行了甄别选取；对滤光片的膜系和电场强场进行了优化,采用电子束热蒸发技术制备了滤光片；探究了后续处理工艺对滤光片激光损伤阈值的影响。研究过程获得的主要结论如下：1.采用电子束热蒸发技术制备了单层钛酸镧（LaTiO3）薄膜。研究结果表明：高折射率材料LaTiO3具有稳定的光学性能与较高的激光损伤阈值；对LaTiO3薄膜的制备工艺进行了优化,当沉积温度175℃、工作真空度2.0×10-2Pa、蒸发束流120mA（电子能量8KeV）时,得到的LaTiO3薄膜的激光损伤阈值为16.9J/cm2 （1064nm,10ns）,比常规公共艺下TiO2、Ta2O5和HfO2单层膜的激光损伤阈值分别高46.19%、18.18%、28.42%。2.采用电子束热蒸发技术制备了单层氧化硅（SiO2）薄膜。研究结果表明：低折射率材料Si02具备较好的物理化学性能和较高的激光损伤阈值；在热蒸发过程中,当其他制备工艺相同时,充氧比不充氧情况下制备的Si02单层膜的激光损伤阈值高出15.38%；得到了优化后的制备工艺：沉积温度175℃、工作真空度1.5×10-2Pa、蒸发束流30mA（电子能量8KeV）,此时Si02单层膜激光损伤阈值为24.1J/cm2 （1064nm,10ns）。3.采用TFCalc软件设计了滤光片膜系,选用LaTiO3和Si02作为高低折射率材料,得到优化后的膜系为G|（HL）10H0.5L|A。在光学镀膜机上进行了上述膜系的制备,并对其光谱特性和激光损伤阈值进行了测试,测试结果表明,样品单面镀膜后的透射率T532nm=94.76%, T1064nm=0.81%,激光损伤阈值为11.7J/cm2。4.对制备好的多层膜进行了激光辐照和电子束辐照处理,研究发现：当辐照激光能量为多层膜阈值的80%时,辐照后多层膜的激光损伤阈值提高效果最明显,较原值提高22.2%。当辐照能量为80%,采用不同辐照次数实验时,发现辐照3次后多层膜激光损伤阈值提高最显着,较原值提高12.6%；而采用电子束辐照样片,多层膜的激光损伤阈值反而会下降。
葛锦蔓[9]（2018）在《光学薄膜的激光损伤分析及识别研究》文中提出激光武器正朝着大功率高能量的方向发展,这对激光器提出了新的要求。而激光器中光学元件的抗激光损伤能力已成为目前制约激光器发展的主要因素。光学薄膜是光学元件的重要核心组成部分,它直接决定着光学元件的抗激光损伤能力。如何提高光学薄膜的抗激光损伤能力是大功率高能量激光器发展的关键。只有解决了光学薄膜的抗激光诱导损伤问题,才能更有力地推动大功率高能量的激光器的发展。虽然激光与光学薄膜相互作用机理已基本被大家认可,但对各种薄膜的实验验证却不充分。激光诱导损伤阈值（Laser-induced Damage Threshold,LIDT）作为衡量光学薄膜抗激光损伤能力的重要技术指标,其测试的准确性也仍需进一步研究。本文以光学薄膜激光诱导损伤的识别与评判以及损伤阈值的准确测试为主要内容,开展了以下的研究工作:光学薄膜激光诱导等离子体光谱特征研究:基于原子碰撞和受激辐射原理,在等离子体的局部热力学平衡条件下,利用麦克斯韦（Maxwell）方程以及萨哈（Saha）方程对光学薄膜在受到脉冲激光辐照损伤时的原子电离过程及电离程度进行了仿真计算,分析了光学薄膜在脉冲激光辐照下所产生的等离子体闪光过程,重点研究了光学薄膜的等离子体闪光光谱的相关特征。利用原子谱线的峰位和谱线宽度,计算得到了光学薄膜脉冲激光诱导损伤过程中的等离子体温度和电子密度,为光学薄膜与激光相互作用机理的研究提供了有力的技术支撑。光学薄膜激光诱导等离子体冲击波特征研究:采用空气动力学、非定常气体动力学以及点爆炸理论,对光学薄膜受脉冲激光辐射后产生的等离子体冲击波建立了理论模型,利用质量、动量和能量守恒定律对该等离子体冲击波在空气中的传播特征参数进行了仿真计算,并利用声学诊断的方法进行了实验验证。结果表明,该等离子体冲击波在空气中传播时,其速度、压强、温度等参数在空气中传播时均呈现指数衰减的变化趋势,且与光学薄膜吸收的激光能量有直接关系。因此,光学薄膜脉冲激光诱导的等离子体冲击波特征与光学薄膜的激光损伤特征有着密切的关系,理论分析与实验验证结果相一致,这也为激光与光学薄膜相互作用机理的研究提供了又一种有效地实验验证方法。光学薄膜脉冲激光诱导损伤的识别方法研究:提出了两种有效识别光学薄膜激光诱导损伤的方法:一是基于光学薄膜发生损伤时的脉冲激光诱导等离子体闪光光谱特征,将闪光光谱中是否存在光学薄膜的材料元素谱线作为判断依据,解决了已有的等离子体闪光识别方法所存在的因人为因素或大气闪光所带来的损伤误判问题,提高了光学薄膜激光诱导损伤阚值（LIDT）的测试准确性;二是基于光学薄膜脉冲激光诱导等离子体冲击波特征,并结合相衬显微镜法,利用声学诊断的方法对光学薄膜是否发生损伤进行识别,保证了测试准确性,同时也有效地提高了光学薄膜激光诱导损伤阈值的测试效率。光学薄膜脉冲激光诱导损伤阈值主要影响因素的实验研究:基于光学薄膜与脉冲激光相互作用的热效应和场效应理论,实验验证并讨论分析了基底面形参数以及光学薄膜的膜系周期结构对光学薄膜激光诱导损伤阈值的影响。提出了对薄膜施加外加偏置电场的方法,并采用该方法实验研究了类金刚石薄膜（Diamond-like Carbon Film,DLC）和氧化物膜的激光诱导损伤特性。实验表明,该方法明显减轻DLC薄膜和氧化物膜的激光诱导损伤程度,有效地提高了光学薄膜的抗激光诱导损伤能力。
杭良毅,刘卫国,杭凌侠,周顺[10]（2020）在《PECVD技术制备光学薄膜的研究进展》文中认为等离子体增强化学气相沉积（PECVD）技术在制备高激光损伤阈值的激光薄膜和渐变折射率结构的光学薄膜方面有独特的优点。通过大量的工艺研究,人们掌握了调控光学薄膜材料折射率和降低消光系数的方法。目前已知薄膜的最低折射率为1.16±0.01（632.8nm波长处）,有效拓展了薄膜材料的折射率范围。当薄膜的消光系数小于10-3时,薄膜折射率的可变范围为1.33～2.06,基本满足光学薄膜设计和制造的需求,且获得了大量中间折射率的制备工艺,基本满足光学薄膜设计和制造的需求。此外,薄膜制备工艺的稳定性和重复性也通过实验得到了验证。目前,PECVD技术已被用于制备多层光学薄膜,如减反膜、高反膜、Rugate滤光片、陷波滤光片,薄膜的光谱特性及抗激光损伤特性明显优于传统光学薄膜。特别是在渐变折射率薄膜的制造领域,PECVD技术有广阔的工程应用前景。
二、不同膜系结构的光学薄膜的激光损伤研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、不同膜系结构的光学薄膜的激光损伤研究（论文提纲范文）
（1）PECVD技术制备光学薄膜损伤特性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 PECVD技术研究现状及发展 |
| 1.2 国内外薄膜损伤特性研究现状 |
| 1.2.1 国内薄膜损伤特性研究现状 |
| 1.2.2 国外薄膜损伤特性研究现状 |
| 1.3 课题研究的目的和意义 |
| 1.4 主要研究工作 |
| 1.4.1 课题研究的内容 |
| 1.4.2 研究技术路线 |
| 1.4.3 研究方案 |
| 1.4.4 所需的技术条件及试验条件 |
| 1.4.5 预期达到的目标 |
| 2 光学薄膜特性理论基础 |
| 2.1 薄膜的特性计算 |
| 2.2 陷波滤光片的特性计算 |
| 3 PECVD技术制备单层光学薄膜损伤特性研究 |
| 3.1 单层SiO_xF_y薄膜损伤特性研究 |
| 3.1.1 单层SiO_xF_y薄膜制备与测试 |
| 3.1.2 单层SiO_xF_y薄膜损伤测试结果与分析 |
| 3.1.3 单层SiO_xF_y薄膜电场强度分析 |
| 3.2 单层SiO_2薄膜损伤特性研究 |
| 3.2.1 单层SiO_2薄膜制备与测试 |
| 3.2.2 单层SiO_2薄膜损伤测试结果分析 |
| 3.2.3 单层SiO_2薄膜损伤形貌图 |
| 3.2.4 单层SiO_2薄膜电场分布分析 |
| 3.3 单层SiO_xN_y薄膜损伤特性研究 |
| 3.3.1 单层SiO_xN_y薄膜制备与测试 |
| 3.3.2 单层SiO_xN_y薄膜损伤测试结果分析 |
| 3.3.3 单层SiO_xN_y薄膜损伤形貌图 |
| 3.3.4 单层SiO_xN_y薄膜电场分布分析 |
| 3.4 单层SiN_x薄膜损伤特性研究 |
| 3.4.1 单层SiN_x薄膜制备与测试 |
| 3.4.2 单层SiN_x薄膜损伤测试结果分析 |
| 3.4.3 单层SiN_x薄膜损伤形貌图 |
| 3.4.4 单层SiN_x薄膜电场分布分析 |
| 3.5 单层(SiO_xF_y、SiO_2、SiO_xN_y、SiN_x)薄膜抗激光损伤特性比较 |
| 3.6 光学薄膜抗激光损伤特性与制备工艺参数关系研究实验 |
| 3.6.1 低折射率SiO_xF_y光学薄膜正交试验与数据分析 |
| 3.6.2 中间折射率SiO_xN_y光学薄膜正交试验与数据分析 |
| 3.6.3 高折射率SiN_x光学薄膜正交试验与数据分析 |
| 3.7 小结 |
| 4 1064nm陷波滤光片膜系设计 |
| 4.1 设计技术指标 |
| 4.2 薄膜材料选取 |
| 4.3 主要参数估算 |
| 4.3.1 反射带反射率 |
| 4.3.2 反射带波长宽度估算 |
| 4.4 膜系设计 |
| 4.4.1 规整膜系设计滤光片 |
| 4.4.2 Rugate法设计滤光片 |
| 4.4.3 傅里叶变换法设计滤光片 |
| 4.4.4 混合渐变膜系设计滤光片 |
| 5 1064nm陷波滤光片的制备及测试分析 |
| 5.1 镀制前期工作 |
| 5.1.1 SiO_2薄膜材料沉积速率和重复性实验研究 |
| 5.1.2 SiO_xN_y薄膜材料沉积速率和重复性实验研究 |
| 5.1.3 SiN_x薄膜材料沉积速率和重复性实验研究 |
| 5.1.4 渐变折射率SiO_xN_y薄膜材料实验研究 |
| 5.2 镀制工艺流程 |
| 5.3 规整膜系的镀制 |
| 5.3.1 工艺参数设置 |
| 5.3.2 薄膜测试结果与分析 |
| 5.4 混合渐变膜系的镀制 |
| 5.4.1 工艺参数设置 |
| 5.4.2 薄膜测试结果 |
| 5.5 1064nm陷波滤光片抗激光损伤阈值测试结果与电场分析 |
| 5.6 1064nm陷波滤光片环境试验 |
| 5.7 小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（2）1.2-3μm波段激光薄膜滤光片的研制（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外现状 |
| 1.2.1 膜料选取及膜系设计 |
| 1.2.2 薄膜膜料对激光损伤阈值的影响 |
| 1.2.3 制备工艺对激光损伤阈值的影响 |
| 1.2.4 后续工艺对激光损伤阈值的影响 |
| 1.3 主要工作 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 研究流程 |
| 1.4 小结 |
| 2 光学薄膜特性表征 |
| 2.1 概述 |
| 2.2 薄膜光学常数表征 |
| 2.3 薄膜透过率表征 |
| 2.4 激光损伤阈值的测量 |
| 2.4.1 激光损伤阈值测量系统 |
| 2.4.2 激光损伤阈值的检测方法 |
| 2.5 小结 |
| 3 单层膜的制备及光学性能研究 |
| 3.1 膜料选取 |
| 3.2 薄膜制备沉积技术 |
| 3.2.1 离子束辅助沉积技术 |
| 3.2.2 镀膜设备 |
| 3.3 薄膜制备流程及工艺 |
| 3.3.1 制备流程 |
| 3.3.2 制备工艺 |
| 3.4 高折射率材料的光学性能测试 |
| 3.4.1 光学常数 |
| 3.4.2 透过率光谱 |
| 3.5 低折射率材料的光学性能测试 |
| 3.5.1 光学常数 |
| 3.5.2 透过率光谱 |
| 3.6 小结 |
| 4 滤光片的设计与制备 |
| 4.1 设计技术指标 |
| 4.2 膜系设计 |
| 4.2.1 长波通滤光片的初始设计及优化 |
| 4.2.2 多层膜的电场强度优化设计 |
| 4.2.3 减反射薄膜的初始设计及优化 |
| 4.3 长波通滤光片的制备及性能 |
| 4.3.1 ZnS/MgF_2多层膜光学性能 |
| 4.3.2 激光损伤特性测试与分析 |
| 4.3.3 其他膜料组合的性能 |
| 4.4 减反射膜的制备及性能 |
| 4.4.1 ZnS/MgF_2多层膜的光学性能 |
| 4.4.2 其他膜料组合的光学性能及综合分析 |
| 4.5 小结 |
| 5 后续处理对薄膜激光损伤阈值的影响 |
| 5.1 提高光学薄膜损伤阈值的途径 |
| 5.2 离子后处理 |
| 5.3 退火处理 |
| 5.4 小结 |
| 6 总结 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（3）渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宽带减反膜的研究现状 |
| 1.2.2 薄膜激光损伤特性的研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容和章节安排 |
| 2 研究方案 |
| 2.1 研究方案及技术路线 |
| 2.2 PECVD技术制备光学薄膜的可行性分析 |
| 2.2.1 光学薄膜的制备方法 |
| 2.2.2 薄膜光学特性的检测方法 |
| 2.2.3 薄膜激光损伤阈值的测试方法 |
| 2.3 可行性实验 |
| 2.3.1 PECVD工艺稳定性实验 |
| 2.3.2 PECVD制备渐变折射率薄膜实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 膜系设计 |
| 3.1 设计指标 |
| 3.2 折射率的选取 |
| 3.3 渐变膜系减反膜设计理论 |
| 3.3.1 光在均匀介质中的传播 |
| 3.3.2 光在非均匀介质中的传播 |
| 3.4 渐变膜系减反膜设计方案 |
| 3.4.1 G/H_1→H/L/A膜系 |
| 3.4.2 G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A膜系 |
| 3.4.3 G/L_1/L/H_3→H/L_1/A膜系 |
| 3.5 渐变膜系减反膜的透射光谱及电场强度研究 |
| 3.5.1 光学多层膜内的电场强度分布 |
| 3.5.2 不同梯度化减反膜的透射光谱及电场强度研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 PECVD制备渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.1 梯度渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.1.1 镀制工艺流程 |
| 4.1.2单层膜工艺实验 |
| 4.1.3 梯度法制备G/H_1→H/L/A的工艺研究 |
| 4.1.4 梯度法制备G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A的工艺研究 |
| 4.1.5 梯度法制备G/L_1/L/H_3→H/L_1/A的工艺研究 |
| 4.2 坡度渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.2.1 镀制工艺流程 |
| 4.2.2 坡度法制备G/H_1→H/L/A的工艺研究 |
| 4.2.3 坡度法制备G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A的工艺研究 |
| 4.2.4 坡度法制备G/L_1/L/H_3→H/L_1/A的工艺研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 PECVD制备渐变膜系减反膜的损伤特性研究 |
| 5.1 G/H_1→H/L/A薄膜损伤特性 |
| 5.2 G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A薄膜损伤特性 |
| 5.3 G/L_1/L/H_3→H/L_1/A薄膜损伤特性 |
| 5.4 不同渐变膜系与激光损伤特性之间的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（4）不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.1.1 激光在加工制造方面的应用 |
| 1.1.2 激光在医疗方面的应用 |
| 1.1.3 激光武器 |
| 1.2 研究意义 |
| 1.3 研究现状 |
| 1.3.1 激光与光学薄膜相互作用机理 |
| 1.3.2 光学薄膜性质对激光损伤的影响 |
| 1.3.3 激光参数对光学薄膜损伤的影响 |
| 1.4 本文主要研究工作 |
| 2 毫秒激光致光学薄膜元件的损伤特性研究 |
| 2.1 毫秒激光致光学薄膜元件损伤实验 |
| 2.1.1 实验样品 |
| 2.1.2 实验装置 |
| 2.1.3 损伤形貌 |
| 2.1.4 损伤过程中燃烧现象 |
| 2.2 激光辐照薄膜元件的缺陷分析模型 |
| 2.2.1 模型建立 |
| 2.2.2 温度场控制方程 |
| 2.2.3 应力场控制方程 |
| 2.3 毫秒激光辐照光学薄膜元件的热力学效应 |
| 2.3.1 温度场的有限元解法 |
| 2.3.2 应力场的有限元解法 |
| 2.3.3 温度场与应力场结果分析 |
| 2.4 积分吸收比对薄膜元件激光损伤的影响 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 纳秒激光作用于光学薄膜元件的温度场研究 |
| 3.1 纳秒激光辐照光学薄膜元件温度场的数学推导 |
| 3.1.1 热传导方程的拉普拉斯求解 |
| 3.1.2 单层膜系的求解 |
| 3.1.3 多层膜系的求解 |
| 3.2 温度场在薄膜损伤分析中的应用 |
| 3.2.1 理论分析 |
| 3.2.2 损伤实验 |
| 3.3 温度场数学解法与有限元数值算法的比较 |
| 3.3.1 计算结果比较 |
| 3.3.2 二种算法优缺点及适用条件 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 飞秒激光致金属-介质薄膜元件的损伤分析 |
| 4.1 飞秒激光致金属薄膜元件的损伤 |
| 4.1.1 双温热传导模型 |
| 4.1.2 材料的选择 |
| 4.1.3 模型验证 |
| 4.2 飞秒激光致介质薄膜元件的损伤 |
| 4.2.1 损伤机制 |
| 4.2.2 电子密度速率方程 |
| 4.2.3 材料的选择 |
| 4.3 飞秒激光致金属-介质薄膜元件损伤阈值的理论分析 |
| 4.3.1 金属介质膜的选择 |
| 4.3.2 损伤阈值分析 |
| 4.4 讨论与分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 不同脉宽激光致光学薄膜元件的损伤比较 |
| 5.1 光学薄膜元件激光损伤的脉宽效应 |
| 5.2 fs、ns与ms脉宽激光致光学薄膜元件的损伤实验 |
| 5.2.1 金属膜 |
| 5.2.2 介质膜 |
| 5.3 fs至ns脉宽激光致光学薄膜元件损伤机制分析 |
| 5.3.1 金属膜双温模型向单温模型的转变 |
| 5.3.2 介质膜电离击穿向热损伤的转变 |
| 5.4 ns与ms脉宽激光辐照介质薄膜元件的热效应分析 |
| 5.4.1 单层介质膜 |
| 5.4.2 多层介质膜 |
| 5.4.3 缺陷的影响 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（5）1064nm固体激光薄膜损伤阈值的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 课题研究背景及研究意义 |
| 1.2 国内外发展现状 |
| 1.2.1 损伤测试平台 |
| 1.2.2 光学薄膜激光损伤 |
| 1.2.3 提高光学薄膜抗激光损伤阈值的方法 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 2 激光辐照下光学薄膜的损伤机理 |
| 2.1 激光与材料相互作用 |
| 2.2 光学薄膜激光损伤机理 |
| 2.2.1 热致损伤 |
| 2.2.2 应力损伤 |
| 2.2.3 缺陷诱导光学薄膜的损伤 |
| 2.2.4 雪崩电离与多光子离化 |
| 2.3 影响光学薄膜损伤阈值的因素 |
| 2.3.1 波长效应 |
| 2.3.2 脉宽效应 |
| 2.3.3 光斑效应 |
| 2.3.4 累积效应 |
| 2.3.5 薄膜厚度 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 抗 1064nm固体激光损伤测试平台的搭建 |
| 3.1 损伤阈值的定义 |
| 3.2 损伤阈值的测量方式 |
| 3.3 激光的VRM模式 |
| 3.4 VRM模式下光斑的测量 |
| 3.4.1 热透镜效应 |
| 3.4.2 VRM模式下光斑的测量 |
| 3.4.3 平凹柱面镜整形 |
| 3.5 二元光学后镜模式下光斑的测量 |
| 3.5.1 二元光学元件 |
| 3.5.2 二元光学后镜模式下的光斑 |
| 3.5.3 热致退偏 |
| 3.5.4 热致退偏导致的光斑退化 |
| 3.6 激光能量、光斑测量及激光能量密度计算 |
| 3.6.1 激光能量实时测量 |
| 3.6.2 光斑测量及激光能量密度 |
| 3.7 损伤判断方法 |
| 3.8 本章小结 |
| 4 离子束溅射制备膜系抗激光损伤特性的研究 |
| 4.1 样品制备及损伤形貌表征 |
| 4.2 样品抗激光损伤实验 |
| 4.3 半波长保护层、缓冲层对增透膜损伤阈值的影响 |
| 4.3.1 增透膜膜系设计及驻波场分布 |
| 4.3.2 实验结果与讨论 |
| 4.3.3 增透膜前后表面损伤特性 |
| 4.4 S、P偏振光入射对45度高反膜损伤阈值的影响 |
| 4.4.1 膜系设计与驻波场分布 |
| 4.4.2 损伤阈值的测量及损伤形貌的观察 |
| 4.4.3 实验结果分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 总结与展望 |
| 5.1 论文主要工作及成果 |
| 5.2 论文的不足之处 |
| 5.3 后续工作的展望 |
| 参考文献 |
| 作者简介及在学期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）中远红外激光薄膜技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究目的及意义 |
| 1.2 中红外激光薄膜国内外研究进展 |
| 1.3 本论文的内容安排 |
| 参考文献 |
| 第二章 激光薄膜设计理论及制备技术 |
| 2.1 激光薄膜设计理论 |
| 2.1.1 光学薄膜的光学特性计算方法 |
| 2.1.2 光学薄膜的驻波场计算方法 |
| 2.1.3 激光薄膜的设计方法 |
| 2.2 中远红外光学薄膜制备技术 |
| 2.2.1 基板材料选取和清洗工艺 |
| 2.2.2 薄膜材料的选取 |
| 2.2.3 薄膜沉积方法 |
| 2.2.4 工艺参数的确定 |
| 2.3 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 光学薄膜温度场理论及损伤机理研究 |
| 3.1 光学薄膜温度场的基本理论 |
| 3.2 光学薄膜温度场的数值模拟 |
| 3.2.1 数值计算方法 |
| 3.2.2 计算程序的校核 |
| 3.2.3 高反膜温度场分布的计算模拟 |
| 3.2.4 增透膜温度场分布的计算模拟 |
| 3.2.5 共孔径分光镜薄膜温度场分布的计算模拟 |
| 3.3 连续波激光辐照下光学薄膜的损伤机理 |
| 3.3.1 熔融损伤 |
| 3.3.2 热应力破坏 |
| 3.3.3 热冲击破坏 |
| 3.3.4 缺陷损伤 |
| 3.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 光学薄膜的缺陷研究 |
| 4.1 缺陷分类及特点 |
| 4.1.1 微观缺陷 |
| 4.1.2 宏观缺陷 |
| 4.2 缺陷形貌检测 |
| 4.2.1 检测手段 |
| 4.2.2 缺陷形貌原子力显微镜检测结果 |
| 4.3 缺陷检测与统计 |
| 4.3.1 单层薄膜 |
| 4.3.2 多层膜 |
| 4.4 缺陷形成机理 |
| 4.5 缺陷对激光损伤阈值的影响 |
| 4.6 减少缺陷的方法 |
| 4.6.1 激光预处理方法 |
| 4.6.2 沉积方法的选择 |
| 4.6.3 沉积参数的优化 |
| 4.6.4 真空系统的选择 |
| 4.6.5 膜材料的选择 |
| 4.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 光学薄膜参数测量 |
| 5.1 微弱吸收测量 |
| 5.1.1 表面热透镜技术测量微弱吸收的基本原理 |
| 5.1.2 远红外(CO_2激光)薄膜微弱吸收测量 |
| 5.1.3 中红外波段薄膜微弱吸收测量 |
| 5.2 高反射率测量 |
| 5.2.1 光腔衰荡法测量反射率的基本原理 |
| 5.2.2 光腔衰荡测量系统对实验装置的要求 |
| 5.2.3 高反射率测量装置的建立 |
| 5.2.4 高反射率测量结果及分析 |
| 5.3 薄膜应力测量 |
| 5.3.1 张应力和压应力 |
| 5.3.2 应力的测量 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 中远红外薄膜研制与热畸变实验 |
| 6.1 中红外反射镜研制 |
| 6.1.1 膜系设计及薄膜材料选择 |
| 6.1.2 制备工艺及测试结果 |
| 6.2 中红外激光窗口增透膜研制 |
| 6.2.1 膜系设计及薄膜材料选择 |
| 6.2.2 制备工艺及测试结果 |
| 6.3 共孔径分光镜研制 |
| 6.3.1 膜系设计 |
| 6.3.2 制备工艺及测试结果 |
| 6.4 薄膜元件的热畸变实验研究 |
| 6.4.1 Shack-Hartmann波前传感器的工作原理 |
| 6.4.2 热畸变实验装置的建立 |
| 6.4.3 热畸变测量结果与分析 |
| 6.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第七章 总结 |
| 攻读博士学位期间发表论文、科研工作及获奖情况 |
| 声明 |
| 致谢 |
（7）离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光学薄膜概述 |
| 1.2.1 Ta_2O_5薄膜概述 |
| 1.2.2 SiO_2薄膜概述 |
| 1.3 宽光谱膜厚监控技术的研究进展 |
| 1.4 离子束溅射技术的研究进展 |
| 1.4.1 溅射镀膜技术的发展历程 |
| 1.4.2 离子束溅射镀膜技术的发展 |
| 1.4.3 离子束溅射技术在薄膜制备中的应用 |
| 1.5 薄膜应力控制的研究进展 |
| 1.5.1 薄膜应力研究进展 |
| 1.5.2 薄膜应力控制技术的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究目的和主要研究内容 |
| 2 实验方法和分析手段 |
| 2.1 实验材料及装置 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 工艺调试实验 |
| 2.2.2 薄膜应力演化实验 |
| 2.2.3 多层膜应力控制实验 |
| 2.2.4 膜厚监控实验 |
| 2.3 分析手段 |
| 2.3.1 物相结构分析方法 |
| 2.3.2 表面形貌测试方法 |
| 2.3.3 元素组成测试方法 |
| 2.3.4 光学特性分析方法 |
| 2.3.5 光学常数测试方法 |
| 2.3.6 曲率半径测试方法 |
| 2.3.7 应力特性测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Ta_2O_5薄膜特性研究 |
| 3.1 Ta_2O_5薄膜制备工艺参数研究 |
| 3.1.1 氧流量对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.1.2 氧流量对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.1.3 氧流量对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.2 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.1 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.2 Ta_2O_5薄膜应力时效特性 |
| 3.3 退火热处理对Ta_2O_5薄膜应力及相关特性的影响 |
| 3.3.1 退火温度对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.3.2 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.3.3 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面元素的影响 |
| 3.3.4 退火温度对Ta_2O_5薄膜应力特性的影响 |
| 3.3.5 退火温度对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SiO_2薄膜特性研究 |
| 4.1 SiO_2薄膜制备工艺参数研究 |
| 4.2 SiO_2薄膜应力及相关特性研究 |
| 4.2.1 SiO_2薄膜应力特性研究 |
| 4.2.2 SiO_2薄膜应力时效特性 |
| 4.3 退火热处理对SiO_2薄膜应力及相关特性的影响 |
| 4.3.1 退火温度对SiO_2薄膜结构的影响 |
| 4.3.2 退火温度对SiO_2薄膜表面形貌的影响 |
| 4.3.3 退火温度对SiO_2薄膜应力特性的影响 |
| 4.3.4 退火温度对SiO_2薄膜光学特性的影响 |
| 4.4 大曲率石英光学元件曲率半径控制研究 |
| 4.4.1 曲率半径控制方法 |
| 4.4.2 大曲率石英光学元件曲率半径控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Ta_2O_5/SiO_2多层膜应力控制研究 |
| 5.1 多层膜应力控制 |
| 5.2 虚设层应力控制 |
| 5.3 缓冲层应力控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 宽光谱膜厚监控方法研究 |
| 6.1 宽光谱膜厚监控系统 |
| 6.2 宽光谱的波长间接监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.2.1 宽带增透膜设计 |
| 6.2.2 监控范围选择及误差评估 |
| 6.2.3 光学薄膜的实时监控 |
| 6.2.4 薄膜厚度误差分析 |
| 6.3 宽光谱与时间监控复合监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.3.1 宽带增透膜设计 |
| 6.3.2 监控策略选择 |
| 6.3.3 重复性验证 |
| 6.4 膜厚均匀性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（8）用于多波长激光损伤测试仪的滤光片设计与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Absbact |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 短波通滤光片选材及设计 |
| 1.2.2 薄膜内部因素对激光损伤阈值的影响 |
| 1.2.3 后续处理工艺对激光损伤阈值的影响 |
| 1.3 主要工作 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究流程 |
| 1.4 小结 |
| 2 光学薄膜的激光损伤机理 |
| 2.1 光学薄膜的激光损伤模型 |
| 2.1.1 本征吸收及热损伤 |
| 2.1.2 缺陷吸收 |
| 2.1.3 热应力损伤 |
| 2.1.4 电子崩离化 |
| 2.1.5 多光子电离 |
| 2.2 影响薄膜激光损伤阈值的主要因素 |
| 2.2.1 激光因素 |
| 2.2.2 薄膜因素 |
| 2.2.3 薄膜的制备技术及工艺参数 |
| 2.3 提高薄膜激光损伤阈值的途径 |
| 2.3.1 材料甄选和工艺优化 |
| 2.3.2 驻波场和温度场的设计 |
| 2.3.3 激光预处理 |
| 2.3.4 高温退火技术 |
| 2.4 激光损伤测试 |
| 2.5 小结 |
| 3 单层膜的工艺研究 |
| 3.1 高折射率材料的选取及最优工艺的确定 |
| 3.1.1 高折射率材料的选取 |
| 3.1.2 单层膜工艺的正交实验优化 |
| 3.1.3 沉积温度对薄膜激光损伤阈值的影响 |
| 3.1.4 工艺稳定性研究 |
| 3.2 低折射率材料的选取及最优工艺的确定 |
| 3.2.1 低折射率材料的选取 |
| 3.2.2 低折射率材料单层膜的设计 |
| 3.2.3 低折射率材料的工艺优化 |
| 3.3 薄膜的光学带隙 |
| 3.4 小结 |
| 4 滤光片的设计与制备 |
| 4.1 滤光片的膜系设计 |
| 4.1.1 多层膜膜系初始设计 |
| 4.1.2 多层膜电场场强优化设计 |
| 4.2 多层膜的制备 |
| 4.2.1 制备流程 |
| 4.2.2 制备结果 |
| 4.3 不同膜料制备滤光片的性能比对 |
| 4.3.1 Ta_2O_5/SiO_2多层膜的设计与制备 |
| 4.3.2 两组多层膜的光谱特性和激光损伤特性分析 |
| 4.4 小结 |
| 5 后续工艺处理对多层膜激光损伤阈值的影响 |
| 5.1 激光辐照预处理 |
| 5.1.1 不同辐照能量的影响 |
| 5.1.2 不同辐照次数的影响 |
| 5.2 电子束辐照处理 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（9）光学薄膜的激光损伤分析及识别研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 脉冲激光与光学薄膜相互作用机理的研究进展 |
| 1.2.1 热机制 |
| 1.2.2 场机制 |
| 1.2.3 电离机制 |
| 1.3 国内外激光诱导薄膜损伤测试方法研究现状 |
| 1.4 影响光学薄膜激光损伤阈值主要因素的研究进展 |
| 1.5 课题来源和主要研究工作 |
| 1.5.1 课题来源 |
| 1.5.2 主要研究工作 |
| 2 薄膜激光诱导损伤的等离子体光谱特征研究 |
| 2.1 激光诱导等离子体光谱的基本原理 |
| 2.1.1 等离子体发射光谱的理论基础 |
| 2.1.2 等离子体发射光谱的产生机理 |
| 2.2 激光诱导等离子体光谱的基本特征 |
| 2.2.1 等离子体光谱的谱线特征 |
| 2.2.2 等离子体谱线的元素分析依据 |
| 2.2.3 谱线展宽 |
| 2.3 激光诱导等离子体光谱特征参数的计算 |
| 2.3.1 等离子体温度的计算 |
| 2.3.2 等离子体电子密度的计算 |
| 2.3.3 实验及分析 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 薄膜激光诱导损伤的等离子体冲击波特征研究 |
| 3.1 薄膜激光诱导等离子体的形成机理 |
| 3.1.1 薄膜材料的热吸收原理 |
| 3.1.2 薄膜激光诱导等离子体的产生原理 |
| 3.2 薄膜激光诱导等离子体冲击波的形成机理 |
| 3.2.1 等离子体冲击波的起因 |
| 3.2.2 薄膜激光诱导等离子体冲击波的数学描述 |
| 3.3 等离子体冲击波的特征参数 |
| 3.3.1 等离子体冲击波的动力学描述 |
| 3.3.2 等离子体冲击波的自由传播 |
| 3.3.3 激光诱导等离子体冲击波的参数理论仿真计算 |
| 3.4 等离子体冲击波的声学分析原理 |
| 3.4.1 等离子体冲击波的极限是声波 |
| 3.4.2 声学分析方法 |
| 3.4.3 测试条件及实验布置 |
| 3.4.4 实验结果及分析 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 基于等离子体特征的薄膜损伤阈值测试方法实验研究 |
| 4.1 薄膜激光损伤阈值的定义及测试方法 |
| 4.1.1 薄膜光学元件的激光损伤定义 |
| 4.1.2 薄膜光学元件的激光损伤测试方法 |
| 4.1.3 几种常用的薄膜损伤分析方法 |
| 4.1.4 薄膜激光诱导损伤阈值测试不确定度分析 |
| 4.2 基于等离子体特征的薄膜损伤阈值测试方法 |
| 4.2.1 基于等离子体光谱特征的薄膜损伤阈值测试方法 |
| 4.2.2 基于等离子体冲击波特征的薄膜损伤阈值测试方法 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 薄膜激光诱导损伤阈值主要影响因素的实验研究 |
| 5.1 基底面形参数对薄膜损伤阈值的影响 |
| 5.1.1 样品准备 |
| 5.1.2 结果分析及讨论 |
| 5.2 不同周期的膜系结构对薄膜损伤阈值的影响 |
| 5.2.1 样品准备 |
| 5.2.2 结果分析与讨论 |
| 5.3 外加偏置电场对薄膜损伤特性的影响 |
| 5.3.1 外加偏置电场对类金刚石薄膜损伤特性的影响 |
| 5.3.2 外加偏置电场对氧化物膜损伤特性的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 总结与展望 |
| 6.1 本文所做的工作及创新点 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 附录 |
（10）PECVD技术制备光学薄膜的研究进展（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 PECVD技术获取光学薄膜材料 |
| 2.1 极低折射率材料的探索 |
| 2.2 极高折射率材料的探索 |
| 2.3 中间折射率材料的探索 |
| 3 PECVD技术制备光学多层膜的工艺研究 |
| 3.1 PECVD技术制备传统光学滤光片 |
| 3.2 PECVD技术制备Rugate渐变折射率薄膜 |
| 3.3 PECVD技术制备混合渐变膜系光学薄膜 |
| 4 结论 |
四、不同膜系结构的光学薄膜的激光损伤研究（论文参考文献）
- [1]PECVD技术制备光学薄膜损伤特性研究[D]. 李鹏. 西安工业大学, 2015(02)
- [2]1.2-3μm波段激光薄膜滤光片的研制[D]. 李候俊. 西安工业大学, 2019(03)
- [3]渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究[D]. 王燕. 西安工业大学, 2019(03)
- [4]不同脉宽激光致光学薄膜元件损伤特性和机理分析[D]. 王斌. 南京理工大学, 2013(06)
- [5]1064nm固体激光薄膜损伤阈值的研究[D]. 张蕾. 中国科学院研究生院(光电技术研究所), 2016(08)
- [6]中远红外激光薄膜技术研究[D]. 黄伟. 四川大学, 2005(01)
- [7]离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究[D]. 吕起鹏. 大连理工大学, 2019(01)
- [8]用于多波长激光损伤测试仪的滤光片设计与制备[D]. 杭良毅. 西安工业大学, 2016(02)
- [9]光学薄膜的激光损伤分析及识别研究[D]. 葛锦蔓. 南京理工大学, 2018(07)
- [10]PECVD技术制备光学薄膜的研究进展[J]. 杭良毅,刘卫国,杭凌侠,周顺. 激光与光电子学进展, 2020(13)