紅外窗口用二氧化硅-氧化釔增透膜的優(yōu)化制備與評價.pdf

1、藍寶石晶體具有優(yōu)良的物理性能和化學性能,是目前中紅外窗口較理想的材料。但是隨著紅外窗口向高馬赫或更高馬赫趨勢的發(fā)展，在高溫條件下，藍寶石的強度急劇下降，紅外透過率也滿足不了使用要求。為了提高藍寶石高溫強度和紅外透過率，在藍寶石表面制備增透保護復(fù)合膜系是一條最有效的途徑。SiO2薄膜具有優(yōu)良的物理和化學性能，且與藍寶石附著良好，適合用作提高藍寶石高溫強度的紅外增透保護膜。Y2O3薄膜折射率比SiO2的稍大，可與低折射率的SiO2薄膜結(jié)合用

2、作紅外增透保護膜系中，但目前國內(nèi)在這方面的研究還沒有出現(xiàn)。本文主要研究藍寶石襯底上增透保護膜系的設(shè)計，SiO2和Y2O3薄膜的制備工藝及其對薄膜結(jié)構(gòu)、性能的影響規(guī)律，以及SiO2/Y2O3復(fù)合增透薄膜的總體評價。
　　利用Essential Macleod光學模擬軟件在藍寶石襯底上設(shè)計了SiO2/Y2O3的增透保護膜系，并對所設(shè)計的膜系進行了結(jié)構(gòu)敏感因子和結(jié)構(gòu)偏差因子分析。結(jié)果表明，藍寶石襯底鍍SiO2/Y2O3增透保護膜系，在3

3、~5μm波段的平均透過率大于99％，完全能夠滿足紅外窗口的設(shè)計和使用要求。
　　采用射頻磁控濺射的方法在藍寶石襯底上制備了SiO2和Y2O3薄膜，研究主要的工藝參數(shù)對薄膜沉積速率的影響，采用正交實驗設(shè)計軟件對工藝參數(shù)進行分析，并且確定了薄膜最大沉積速率的工藝參數(shù)。
　　對所制備的SiO2薄膜和Y2O3薄膜進行了X射線光電子譜(XPS)、X射線衍射(XRD)分析、表面粗糙度分析(AFM)、掃描電子顯微鏡分析(SEM)、橢偏儀分