HfO_2光学薄膜激光预处理及其机理研究

【摘要】光学薄膜是激光系统中不可或缺的元件,但在强激光作用下薄膜本身极其脆弱极易发生损伤。为了解决这种矛盾性,必须提高薄膜的抗激光损伤能力。目前提高薄膜损伤阈值的激光预处理方式是国内外研究的热点。但是预处理机理复杂,不同条件下制备的薄膜其预处理机理不一样,研究预处理机理对提高薄膜阈值具有重要意义。Hf02材料具有熔点高、硬度高、热稳定性和化学稳定性好、透光范围宽的特点,重要的是Hf02在高折射率材料中具有很高的激光损伤阈值。因此论文选择Hf02薄膜为研究对象,研究其预处理机理。本文采用电子束热蒸发技术制备了Hf02单层薄膜,并用10%、30%、50%、70%的损伤阂值能量对薄膜进行了1-on-1方式的激光预处理。通过对比预处理前后薄膜的表面微观形貌、微观结构、光学性能及激光损伤阈值,研究了激光预处理机理。基于杂质清除机理,采用了三种辐照方式对薄膜进行了激光预处理,对预处理后的薄膜激光损伤阈值进行了测试；在清洗过的基底上制备了单层膜,并对其激光损伤阈值进行了测试。研究结果表明：1、在1-on-1激光预处理方式下,经激光预处理的薄膜样片和预处理前的薄膜样片相比,薄膜表面的杂质和损伤斑个数明显减少,损伤阈值增大,表明激光预处理薄膜能有效清除薄膜内部的杂质,提高薄膜的激光损伤阈值。2、在1-on-1激光预处理方式下,经激光预处理的薄膜样片和预处理前的薄膜样片相比,薄膜表面粗糙度降低、折射率增大、消光系数减小、透过率向长波方向略有漂移、损伤斑直径和深度均减小,表明激光预处理能平整膜层、夯实膜层和加固膜层。3、与用其它能量阶预处理相比,采用30%能量阶预处理后的薄膜样片粗糙度降低幅度最大、折射率提高幅度最大、透过率曲线漂移幅度最大、薄膜表面的损伤斑个数最少、损伤斑直径和深度最小,激光损伤阈值提高幅度最大,表明在1-on-1激光预处理方式下,30%能量阶对薄膜特性的影响最明显。4、经1-on-1、s-on-1和n-on-1方式激光预处理后,薄膜损伤阈值分别为26.86J/cm12、28.03J/cm2、28.26J/cm2,其与未预处理的薄膜损伤阈值相比,分别提高了46%、53%和54%,表明基于杂质清除机理,上述三种方式对薄膜内部的杂质清除能力均较强,其中n-on-1方式对薄膜内部的杂质清除能力最强；且激光预处理能有效提高薄膜激光损伤阈值。5、采用复合清洗工艺制备的薄膜,损伤阈值为22.10J/cm2,其与未采用复合清洗工艺制备的薄膜相比,损伤阈值提高了22%。
【作者】王涛；
【导师】杨利红；
【作者基本信息】西安工业大学，武器系统与运用工程，2014，硕士
【关键词】薄膜；HfO2；预处理机理；激光预处理；杂质缺陷；

【参考文献】
[1]张勇,杨慧中.有色噪声干扰输出误差系统的偏差补偿递推最小二乘辨识方法[J].自动化学报,2007,10:1053-1060.
[2]李睿.基于蚁群算法的农作物遥感分析方法研究[D].湖北大学,地图学与地理信息系统,2012,硕士.
[3]杨德超,时国松,向学建,董军.谈悬臂浇筑施工中挂篮的选用及力学分析[J].山西建筑,2015,18:157-159.
[4]陈俊芝.铁系纳米结构的制备、表征及其过氧化物模拟酶性能研究[D].江苏科技大学,材料物理与化学,2014,硕士.
[5]潘航,俞佳,史悦,毛昳涵,胡松华.口服人参茎叶皂苷减缓环磷酰胺诱导的氧化应激作用研究[J].中兽医医药杂志,2015,01:45-47.
[6]王晓宇.CLA对奶牛乳腺上皮细胞活性和脂肪酸合成关键酶的影响[D].东北农业大学,食品科学,2013,硕士.
[7]潘慧.毒品犯罪的死刑适用问题研究[D].上海交通大学,法律,2013,硕士.
[8]孟立君,陈恳,邓伯华,吴庆余.纳米LiFePO_4/石墨烯复合材料的制备与表征[J].化工新型材料,2015,04:200-202.
[9]刘卫玲,曹桂喜.浅析“国际化学年”背景下的化学中考试题[J].考试周刊,2011,70:7-8.
[10]包能能.几种碰撞电关联因素实验研究[D].兰州大学,工程力学,2013,硕士.
[11]胡萌萌.关于初音未来派生CGM文化的考察[D].宁波大学,日语语言文学,2014,硕士.
[12]邓俊敏.县级政府机构设置问题研究[D].西南交通大学,公共管理（专业学位）,2013,硕士.
[13]胡旸.基于收益管理的成都地铁客运车票定价研究[D].电子科技大学,工商管理（专业学位）,2012,硕士.
[14]滕腾.星形胶质细胞原代培养与神经干细胞诱导分化生物学研究[D].复旦大学,临床医学,2012,硕士.
[15]王春林.2009年遵义市16606例妇女乳腺增生症普查结果[D].遵义医学院,普通外科（专业学位）,2013,硕士.
[16]李艳军.贸易开放与我国经济增长的绿色效率：1986-2010[D].山东大学,世界经济学,2013,硕士.
[17]顾良伟.银鱼的移植与生产管理[J].现代渔业信息.1995(08)
[18]戴莹.人类重组蛋白PLA_2G12A的制备[D].湖北大学,生物化学与分子生物学,2011,硕士.
[19]丁明舫.管道磁化后的焊接方法[J].石油化工设备.1991(04)
[20]张翼,赵英娜,孙萌.基于负载模拟器系统的多余力键合图仿真研究[J].机床与液压,2014,23:156-160+179.
[21]苏宁.海安会会议报告新闻简报变译实践报告[D].大连海事大学,英语笔译,2014,硕士.
[22]李怀.高功率激光传输模拟仿真软件的研发[D].湖南大学,电子与通信工程,2012,硕士.
[23]杨晋勇,贾英民.基于动态神经网络的一类非线性不确定系统的自适应观测器[J].控制与决策,2002,04:447-449+453.
[24]卢玉斌.钢丝缠绕增强塑料复合管力学性能研究[D].浙江大学,2006.
[25]张翔.工程机械电控液压驱动风扇冷却系统的设计与应用研究[D].华东理工大学,控制工程,2014,硕士.
[26]胡春晓.民商法诚实信用原则研究[D].吉林大学,法律,2004,硕士.
[27]万顷.胃癌术后非计划内再次手术分析（附141例临床分析）[D].河北医科大学,外科学（专业学位）,2013,硕士.
[28]王瑞军.腹腔镜胆囊切除术与开腹胆囊切除术在机体应激、免疫功能、肝功能方面的对比研究[D].内蒙古大学,生物工程,2014,硕士.
[29]熊萍.TRIPS协议下对药品专利的保护[D].中国政法大学,国际法学,2004,硕士.
[30]陈正骥.货币政策对银行流动性创造的影响研究[D].浙江工商大学,金融（专业学位）,2014,硕士.
[31]杨进孝.中国葡萄属野生种抗白粉病相关基因克隆及生物信息学分析[D].西北农林科技大学,2004.
[32]陈娇.取向连接生长法制备多级孔道沸石[D].华东理工大学,化学工程,2014,硕士.
[33]来晨天,郑宇璇,胡杰楠.中国汽车民企跨国并购的绩效评估和经验分析——以浙江吉利并购瑞典沃尔沃为例[J].特区经济,2013,07:48-51.
[34]丁海娣.安庆市城乡小学体育现状调查与对策研究[D].南京师范大学,体育人文社会学,2012,硕士.
[35]裴东旭.盘形磁钢聚磁式自起动永磁同步电动机研究[D].沈阳工业大学,电气工程,2013,硕士.
[36]陶敏.ADD3可变剪接在结肠癌与正常组织间差异表达的检测与分析[D].福建医科大学,临床检验诊断学,2014,硕士.
[37]韩丙锐.影视表演中表情语言的研究[D].安徽大学,戏剧,2014,硕士.
[38]温志军.政府在推动建筑业施工人员培训中的作用[D].重庆大学,建筑与土木工程,2003,硕士.
[39]张亚宁.空气+氧气型旋流煤粉燃烧器设计与试验研究[D].华中科技大学,热能工程,2013,硕士.
[40]杜晓彦.论入世对我国经济安全的影响——利用外资分析[D].中国社会科学院研究生院,世界经济,2003,硕士.
[41]王琼.炭气凝胶的制备及其在离子液体中电化学性能[D].大连理工大学,2010.
[42]高坤.微结构铌化合物的湿化学制备工艺[D].大连理工大学,2011.
[43]刘英杰,那艳铃.关于城市轨道交通环控系统研究方法的分析与探讨[J].现代城市轨道交通.2004(03)
[44]杨晓燕.调解协议司法确认程序研究[D].中国社会科学院研究生院,民事诉讼法（专业学位）,2014,硕士.
[45]赵硕.两种冷冻方法对人大块卵巢组织卵泡活性的影响[D].山东大学,妇产科学,2013,硕士.
[46]阿牛曲哈莫.试论抗战时期西康宁属屯垦委员会的夷务治理[D].四川师范大学,中国近现代史,2004,硕士.
[47]孙磊.碳纤维增强树脂基复合材料涡流无损检测有限元分析[D].厦门大学,航空宇航制造工程,2014,硕士.
[48]孟中杰,黄攀峰,王东科.空间绳系机器人捕获目标后的面内自适应回收方法[J].航空学报.
[49]胡丽秋.村级森林干扰对自然度—经营度影响及对策研究[D].北京林业大学,森林经理学,2013,硕士.
[50]柯瑞华,余定志,于凤莲,曹宏耀,张月霞.痕量元素系列标准物质的研究[J].钢铁研究学报.1992(02)