用热舟蒸发法结合修正挡板技术制备了355　nm LaF3/MgF2增透膜,并对部分样品进行了真空退火。采用Lambda 900光谱仪测试了增透膜的低反光谱和透射光谱,并考察了其光谱稳定性; 使用脉冲8 ns的355 nm激光测试了增透膜的激光损伤阈值(LIDT); 采用Normarski显微镜对增透膜的表面缺陷密度和破斑形貌进行了观察。实验结果表明,制备得到的增透膜的剩余反射率较低,光谱稳定性好; 真空退火对增透膜的激光损伤阈值没有改善; 增透膜的破环形貌为散点形式,结合破斑深度测试表明薄膜的破坏源于薄膜和基底界面的缺陷点。JGS1熔石英基底由于有好的表面状况、固有的高激光损伤阈值和以其为基底的增透膜具有更低的表面场强,使得其上的增透膜有更高的抗激光损伤能力。

在189,255,277和321 ℃的沉积温度下用热舟蒸发方法制备了LaF3薄膜.通过X射线衍射(XRD)测试了薄膜的晶体结构;采用分光光度计测量了薄膜的透射光谱,并计算得到样品的折射率、消光系数和截止波长;利用光学干涉仪测试得到了薄膜的残余应力;采用三倍频Nd:YAG脉冲激光测试了薄膜的激光损伤阈值.结果表明:随沉积温度的提高,LaF3薄膜的结晶状况明显变好,晶粒尺寸逐渐变大;膜层变得更加致密,折射率变大,然而薄膜吸收变得严重,截止波段向长波漂移,同时薄膜的残余应力也增加,内应力在薄膜的残余应力中起着决定作用;薄膜的激光损伤阈值在高温制备时相对较高.

用热舟蒸发方法在不同的沉积速率下制备了LaF3单层膜,并对部分单层膜进行了真空退火。分别采用X射线衍射(XRD),Lambda 900 光谱仪和355 nm Nd∶YAG脉冲激光测试了薄膜的晶体结构、透射光谱和激光损伤阈值(LIDT),并通过透射光谱计算得到样品的折射率和消光系数。实验结果表明,增大沉积速率有利于LaF3薄膜的结晶和择优生长,可以提高薄膜的致密性和折射率,但薄膜的抗激光损伤能力有所下降;沉积速率太大,又会恶化薄膜的结晶性能,同时薄膜中产生大量孔洞,薄膜的机械强度降低,导致薄膜的折射率减小和抗激光损伤能力降低。真空退火对薄膜的抗激光损伤能力有不同程度的提高。

The effect of thickness ratio of two materials on the residual stress was studied in HfO2/SiO2 multilayers deposited by electron beam evaporation on BK7 glass substrates. An optical interferometer was used to analyze the residual stress, and X-ray diffraction (XRD) was applied to characterize the structural properties. The results showed that the residual stress of multilayers was compressive when the optical thickness ratio of HfO2 to SiO2 was 1:3. Then the value of residual stress decreased with the increase of optical thickness ratio, the residual stress became tensile when the thickness ratio increased to 3:1. HfO2 was monoclinic and SiO2 was amorphous in all the multilayers. The microstructures of 1:3, 6:13 and 1:1 multilayers were similar. For crystal plane m(020), the interplanar distance decreased and the crystallite size increased when the optical thickness ratio increased to 3:1. In addition, the evolutions of residual stress were corresponding with the variations of microstructure to some extent.

采用电子束蒸发沉积方法在BK7玻璃基底和熔融石英基底上沉积了HfO2薄膜,研究了不同沉积温度下的应力变化规律。利用ZYGO干涉仪测量了基片镀膜前后曲率半径的变化,计算了薄膜应力。结果发现在所考察的实验条件下HfO2薄膜的残余应力均为张应力,应力值随沉积温度的升高先增大后减小。两种基底上薄膜的残余应力的主要产生机制不同。对于BK7玻璃基底HfO2薄膜的残余应力起决定作用的是内应力,熔融石英基底上HfO2薄膜的残余应力在较低沉积温度下制备的薄膜起决定作用的是热应力,在沉积温度进一步升高后内应力开始起决定作用。通过对样品的X射线衍射(XRD)测试,发现在所考察的温度范围内,HfO2薄膜的结构发生了晶态转换,这一结构转变与薄膜残余应力的变化相对应。两种基底上薄膜微结构的演变及基底性能差异是两种基底上薄膜应力不同的主要原因。

用不同的方法在石英玻璃,YAG晶体,K9玻璃和LiNbO3晶体等几种衬底上制备了ZrO2,HfO2和TiO2薄膜。HfO2薄膜利用电子束蒸发(EB)、离子束辅助(IAD)和双束离子束溅射(DIBS)三种方法沉积。对其中的一些样品进行了不同温度下的退火处理,对所有的样品进行X射线衍射(XRD)测试,以获得不同条件下得到的薄膜的晶相及晶粒尺寸等的微结构参数。实验结果表明,薄膜的晶相结构以及晶粒尺寸强烈地依赖于沉积过程的各种技术参数,如衬底的种类、沉积温度、沉积方法和退火温度。利用薄膜表面扩散以及薄膜成核长大热力学原理解释了不同技术条件下的晶相结构和晶粒尺寸不同的原因。

用电子束蒸发方法制备了HfO₂薄膜,根据镀膜前后基片曲率半径的变化,用Stoney公式计算了薄膜应力,讨论了沉积温度对薄膜残余应力的影响.结果发现,HfO₂薄膜的残余应力均为张应力,应力值随沉积温度的升高先增大后减小,在280℃左右出现极大值.对样品进行了XRD测试,从微观结构上对实验结果进行了分析,发现微结构演变引起的内应力变化是引起薄膜残余应力改变的主要因素,HfO₂薄膜在所选沉积温度60～350℃内出现了晶态转变,堆积密度随温度升高而增大.