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脉冲激光沉积类金刚石膜红外增透技术研究

红外与激光工程 2011年第1期40卷 46-51页

作者：杨雪汪怡平郭延龙曹海源米朝伟田方涛武汉军械士官学校光电技术研究所湖北武汉430075 湖南大学汽车车身先进设计制造国家重点实验室湖南长沙410082

针对传统方法制备类金刚石(DLC)膜存在的3～5μm波段红外透过率低这一难题,采用飞秒脉冲激光沉积(PLD)法在红外材料硅基底上镀制DLC膜。重点考查了靶材与基片的间距、背景气压、激光单脉冲能量、负偏压、温度以及掺硅量等工艺参数对其... 详细信息

针对传统方法制备类金刚石(DLC)膜存在的3～5μm波段红外透过率低这一难题,采用飞秒脉冲激光沉积(PLD)法在红外材料硅基底上镀制DLC膜。重点考查了靶材与基片的间距、背景气压、激光单脉冲能量、负偏压、温度以及掺硅量等工艺参数对其透过率的影响,经过大量的实验与优化分析,总结出一套有效的脉冲激光沉积DLC膜工艺来制备优良的光学保护增透膜。相比传统工艺,大大提高了3～5μm波段的平均红外透过率,在硅基底上单面镀制DLC膜的最高红外透过率达到了68.2%,与理论最高值的68.7%仅相差0.5%。

关键词：飞秒脉冲激光脉冲激光沉积法类金刚石膜红外透过率

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复合激光损伤CMOS图像传感器实验研究

红外与激光工程 2022年第7期51卷 217-223页

作者：朱孟真刘云米朝伟魏靖松陈霞田方涛冯苏茂王赛陆军工程大学军械士官学校湖北武汉430075

激光是对抗光电侦察的有效方式。为了提高损伤效能,探索了复合激光损伤光电探测器的新思路。分别开展了波长1 064 nm和532 nm、脉宽10 ns的激光及其双波长复合激光,以及波长1 064 nm、脉宽0.4 ms和10 ns激光及其双脉宽复合激光对CMOS图... 详细信息

激光是对抗光电侦察的有效方式。为了提高损伤效能,探索了复合激光损伤光电探测器的新思路。分别开展了波长1 064 nm和532 nm、脉宽10 ns的激光及其双波长复合激光,以及波长1 064 nm、脉宽0.4 ms和10 ns激光及其双脉宽复合激光对CMOS图像传感器的损伤效能实验。结果表明,双波长复合激光对CMOS造成严重损伤时的基频光能量是单独1 064 nm激光的77.8%,是单独532 nm激光的62.5%;双脉宽复合激光损伤时,脉宽0.4 ms激光的能量密度降低为单独作用时的1.7%,脉宽10 ns激光的能量密度降低为单独作用时的76.4%。这一发现为多制式复合激光高效光电对抗提供了新的思路和参考。

关键词：光电对抗复合激光损伤效能对比实验

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连续退火机组出口剪常见故障及对策

中文科技期刊数据库（全文版）工程技术 2022年第6期 164-167页

作者：田方涛首钢迁安新能源汽车电工钢有限公司河北唐山064400

本文以本公司“连续退火机组”出口剪为研究对象,主要目的是通过对冷轧带钢生产中出口剪的常见故障进行分析,并针对故障原因提出有效的改善措施,以实现出口剪的稳定运行和机组的连续稳定生产。出口剪是冷轧带钢生产过程中的重要设备,其... 详细信息

本文以本公司“连续退火机组”出口剪为研究对象,主要目的是通过对冷轧带钢生产中出口剪的常见故障进行分析,并针对故障原因提出有效的改善措施,以实现出口剪的稳定运行和机组的连续稳定生产。出口剪是冷轧带钢生产过程中的重要设备,其剪切稳定性直接影响到产品成材率,对机组的稳定运行起到至关重要的作用。针对生产过程中出口剪经常发生的问题进行了分析,如出口剪报红(剪刃停止位置超过设定值时在电脑监控画面上显示为红色)、报红卡钢、导板台处卡钢、电机断轴等常见故障,从中得出了问题的原因,并提出和验证了相应的控制措施和对策,对设备运行状态和剪切稳定性进行全面优化。本文通过对连退机组出口剪工作原理、设备主要技术参数及设备运行状态进行介绍,对出口剪设备结构和影响生产的问题进行分析研究,为出口剪的稳定运行和生产线的连续生产提供了很好的理论保障,并对设备功能进行持续优化改善,同时还进一步深化了解了出口剪的维护经验,为其他产线出口剪设备维护工作的实施提供了参考。

关键词：出口剪剪刃报红卡钢电机断轴

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激光沉积大面积均匀薄膜数学模型与实验

强激光与粒子束 2015年第7期27卷 41-45页

作者：陆益敏王淑云郭延龙黄国俊程勇田方涛武汉军械士官学校光电技术研究所武汉430075

由于激光烧蚀靶材产生的等离子体呈高斯分布,其中所包含粒子密度及性能的空间分布极不均匀,因此脉冲激光沉积法难以制备性能与膜厚均匀的大面积薄膜。提出并构建了衬底自转与一维变速平移机构,衬底匀速自转的同时,进行一维平移,越靠近... 详细信息

由于激光烧蚀靶材产生的等离子体呈高斯分布,其中所包含粒子密度及性能的空间分布极不均匀,因此脉冲激光沉积法难以制备性能与膜厚均匀的大面积薄膜。提出并构建了衬底自转与一维变速平移机构,衬底匀速自转的同时,进行一维平移,越靠近等离子体中心平移速率越大、反之越小,达到均匀镀膜的目的;在此基础上建立了机构运动参数对膜厚影响的数学模型,通过仿真模拟分析关键参数对膜厚分布的影响;通过运动参数优化指导实验,最终获得了直径为200mm、不均匀性不超过±4%的大面积类金刚石膜,与仿真优化结果吻合。

关键词：脉冲激光沉积大面积平面均匀薄膜类金刚石膜

脉冲激光沉积法制备红外光学SiC薄膜特性研究

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红外与激光工程 2019年第7期48卷 136-140页

作者：黄国俊陆益敏程勇田方涛米朝伟万强陆军工程大学光电技术研究所

采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢SiC薄膜,研究了激光能量对SiC薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底SiC薄膜样品的红外透射光谱,其在785 cm^-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰,并在红外波... 详细信息

采用脉冲激光沉积法在锗基底制备无氢SiC薄膜,研究了激光能量对SiC薄膜显微结构、成分和红外光学性能的影响规律。利用傅里叶红外光谱仪测量了锗基底SiC薄膜样品的红外透射光谱,其在785 cm^-1附近有一个强烈Si-C键特征吸收峰,并在红外波数4 000~1 300 cm^-1之间具有良好的透过性。通过对透射光谱拟合计算可知:在红外波段2.5~7.7μm之间,SiC薄膜的折射率和消光系数均随着激光能量的增加而增大,折射率大约从2.15上升到2.33,激光能量从400 mJ增加到600 mJ,且当激光能量为400、500 mJ时,消光系数均在10^-3量级以内,光学吸收很小。研究表明,SiC薄膜在红外2.5~7.7μm波段是一种优异的光学薄膜材料。

关键词：脉冲激光沉积 SiC薄膜红外光谱光学性能

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磁场辅助激光沉积类金刚石膜初探

红外与激光工程 2019年第11期48卷 258-262页

作者：程勇陆益敏黄国俊米朝伟黎伟田方涛王赛陆军工程大学光电技术研究所

提出了磁场辅助激光沉积类金刚石(DLC)膜技术,在硅基底附近添加磁力线向基底收拢的磁场,用以迫使侧向飞行的离子向基底靠拢并参与成膜。由于离子向基底的集中,使其在膜层中含量大幅上升,间接地减少了大颗粒的比例,因此,与无磁场条件下... 详细信息

提出了磁场辅助激光沉积类金刚石(DLC)膜技术,在硅基底附近添加磁力线向基底收拢的磁场,用以迫使侧向飞行的离子向基底靠拢并参与成膜。由于离子向基底的集中,使其在膜层中含量大幅上升,间接地减少了大颗粒的比例,因此,与无磁场条件下制备的DLC膜相比,引入磁场不仅提高了DLC膜的沉积速率,而且提高了其机械硬度;更重要的是,间接地证明了激光对靶材离化的高效性,为脉冲激光沉积(PLD)结合磁过滤技术提供了可行性的依据。

关键词：磁场辅助脉冲激光沉积类金刚石膜纳米硬度厚度分布

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氧气氛环境对无氢类金刚石膜红外性能的影响

中国激光 2020年第4期47卷 182-187页

作者：陆益敏黄国俊王赛米朝伟蔡晓红田方涛程勇陆军工程大学光电技术研究所湖北武汉430075 陆军工程大学装备底盘系湖北武汉430075

采用飞秒激光制备了无氢氧掺杂类金刚石膜,研究了环境气压对膜层红外性能的影响,并从掺杂含量、原子键、晶态结构等微观特性方面分析了膜层在含氧条件下的演变。研究发现:氧气氛环境可以提高无氢类金刚石膜中金刚石相的含量,有效降低类... 详细信息

采用飞秒激光制备了无氢氧掺杂类金刚石膜,研究了环境气压对膜层红外性能的影响,并从掺杂含量、原子键、晶态结构等微观特性方面分析了膜层在含氧条件下的演变。研究发现:氧气氛环境可以提高无氢类金刚石膜中金刚石相的含量,有效降低类金刚石膜的红外吸收,从而增强其红外透射性能;膜层折射率可以由气氛环境自由调控,为多层光学膜的设计提供了匹配手段;氧气氛环境未改变类金刚石膜的非晶结构,不会妨害其红外性能。提出了碳膜在含氧条件下的原子键重组模型,丰富了氧掺杂类金刚石膜的研究,为提升类金刚石膜对红外窗口的增透保护提供了理论分析和实践依据。

关键词：薄膜脉冲激光沉积无氢类金刚石膜氧气氛环境红外性能原子键

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激光制备多层结构的软质基底耐磨类金刚石膜

国防科技大学学报 2019年第4期41卷 102-106页

作者：程勇陆益敏黄国俊万强黎伟韦尚方田方涛米朝伟陆军工程大学光电技术研究所

为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基... 详细信息

为提高金属铜软基底的耐磨、抗蚀能力,采用脉冲激光沉积技术制备了金属铜基底上的多层结构类金刚石保护膜;其中的碳化硅-类金刚石循环层避免了类金刚石膜层中内应力的累积,降低了功能类金刚石层破裂的风险,碳化硅持力层降低了软质铜基底与高硬度类金刚石层的硬度差,金属钛层则使得铜基底与上层碳化硅层牢固结合。实验测试表明,多层结构类金刚石保护膜在铜基底上附着牢固,可通过美军标MIL-48497A规定的重摩擦和国军标GJB150.5A-2009规定的高低温冲击试验,同时能够承受弱碱溶液的腐蚀;摩擦系数低、处于0.093以下,耐磨性能好、2h摩擦未见磨痕。针对不同金属基底特性改进工艺,该技术可应用于存在腐蚀性环境中机械工具的抗磨保护膜。

关键词：脉冲激光沉积多层结构类金刚石膜摩擦性能耐蚀性能

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碳化硼薄膜的激光法制备及性能

强激光与粒子束 2013年第4期4卷 895-897页

作者：王淑云陆益敏刘旭黄国俊郭延龙万强田方涛武汉军械士官学校光电技术研究所武汉430075

采用KrF准分子激光器,在Si,Ge光学衬底上制备了碳化硼薄膜,研究了不同激光能量、靶材与衬底距离、衬底负偏压等条件对薄膜性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和纳米压痕仪,并依据光学薄膜测试的通用标准,对样品的光学透过率... 详细信息

采用KrF准分子激光器,在Si,Ge光学衬底上制备了碳化硼薄膜,研究了不同激光能量、靶材与衬底距离、衬底负偏压等条件对薄膜性能的影响。利用傅里叶变换红外光谱仪(FT-IR)和纳米压痕仪,并依据光学薄膜测试的通用标准,对样品的光学透过率、纳米硬度及膜层与衬底的结合性能进行了测试。结果表明:Si,Ge衬底单面镀碳化硼薄膜后最高透过率提高10%以上,纳米硬度提高到未镀膜的3倍以上,且膜层与衬底有较好的结合性能,表明制备的碳化硼薄膜可对光学材料起到较好的增透保护作用。

关键词：激光沉积碳化硼薄膜透过率硬度增透膜