光学镀膜（脉冲激光沉积和常见光学镀膜）

光学镀膜技术和应用始于19 世纪在20世纪的后50年内，光学镀膜技术得到飞速发展。镀膜的方法有很多种，其中一种就是脉冲激光沉积(PLD) 方法，它是利用激光将轰击出来的物质沉淀在不同的衬底上，得到沉淀或者
PLD作为一种新的先进的成膜技术。与其他工艺相比，生长参数独立可调、可精确控易于实现超薄薄膜的生长和多层膜的制备，生长的薄膜结晶性能很好，膜的PLD技术的成膜效率高，能够进行批量生产，这是它的很大的优势，有望在科研和生产中得到广泛的应用。但是由于等离子体存在中的微粒沉积到薄膜上会降低薄膜的质量，采取相应的措施后可以获得改善，但不能完全消除。PLD方法在厚度均匀等方面也比较困难，从而比较难以进一步提高薄膜的质量。
光学镀膜技术可以应用于制备高阈值激光薄膜领域，高功率激光器是当前强激光领域的研究热点，影响激光系统的功率输出最关键的因素是光学薄膜的激光损伤阈值（LIDT）。影响LIDT的主要因素包括: 高低折射率材料的选择和匹配、镀膜工艺过程和薄膜质量。可以说，性能优异的镀膜材料是得到高LIDT激光薄膜的前提。LIDT激光膜常见镀膜材料是二氧化锆和二氧化铪。
二氧化锆在( ～300nm) 到红外( ～1300nm) 对光不吸收，膜层致密牢固，与SiO2 膜层的匹配性好，但氧化锆最大的缺点是镀膜时不易控制，容易产生喷溅。在制备近紫外( 300nm～和红外( 1064nm) 高LIDT 激光薄膜中得到应用。
二氧化铪光学镀膜材料是一种性能优异的高折射率材料，其透射波段范围包括远紫外（200nm）～到红外( 8000nm) ，在此波段范围内，光吸收、散射都极少，其折射率在波长500nm处为2.0。用电子枪蒸发可以得到致密的氧化铪膜层，该膜层硬度高；与石英玻璃、CaF2 薄膜基底具有较强的附着力，化学物理性能稳定、耐腐蚀性好。HfO2光学镀膜材料是一种性能优异的制备具高LIDT 激光膜的材料。但在自然界，Zr 与Hf 伴生，两者的化学性能非常接近，它们之化学性能非常接近，他们之间的深度分离一直是技术难题。在紫外波段，Zr 的存在严重影响薄膜的性能。从光学性能
二氧化锆的透射波段不能到250nm 以下，在250nm以下紫外波段有明显吸收，而且在此波段，二者折射率相差较大( HfO2 的折射率是1. 95，ZrO2的折射率是2. 04)；另外，两SiO2的匹配作用相反，因此氧化锆的存在破坏膜层的性能。从物理化学性能看，HfO2比ZrO2稳定得多。通常情况下，不含稳定剂的纯ZrO2热力学不稳定，在摩擦、受热、压力等条件下容易发生相变，相变的同时伴随体积的变化。因此低ZrO2含量HfO2膜料是制备具有高LIDT的紫外强激光薄膜的关键。

最后编辑于：2020.03.16 10:52:50

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