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中国激光 2014年第1期41卷 251-256页

作者：尚鹏熊胜明中国科学院光电技术研究所四川成都610209 中国科学院大学北京100049

以矢量严格耦合波（RCWA）理论为基础，通过遗传算法优化设计了圆柱形ZnSe亚波长微增透结构，获得了具有较好增透效果的结构参数；重点讨论分析了实际加工过程中圆柱形方向偏差及整体面形轮廓偏差对抗反射特性的影响；还对多台阶ZeSe增... 详细信息

以矢量严格耦合波（RCWA）理论为基础，通过遗传算法优化设计了圆柱形ZnSe亚波长微增透结构，获得了具有较好增透效果的结构参数；重点讨论分析了实际加工过程中圆柱形方向偏差及整体面形轮廓偏差对抗反射特性的影响；还对多台阶ZeSe增透性能随高度的变化进行了分析。结果表明：当圆柱形微结构周期为3.3 μm,高度为1.7517 μm,占空比为0.7566时,在8~14 μm波段范围具有较好的整体增透效果；占空比偏差，高度偏差及圆柱体面形轮廓偏差对结构的平均透射性能都具有较大的影响；圆锥形ZnSe微结构的透射性能随着高度和划分层数的增加呈现一定的规律分布，且相比圆柱形最优微结构,平均透射性能有了较大幅度的提高。

关键词：衍射增透结构耦合波理论 ZnSe 亚波长

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包含杂质共沉积的斜入射低能氩离子束诱导石英自组织纳米结构

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作者：陈德康中国科学技术大学

学位级别：硕士

低能离子束诱导自组织纳米结构是一种新型的微纳米加工方法,而杂质共沉积作为控制自组织纳米结构生长的有效手段迅速地成为该领域的研究热点之一。但是,杂质共沉积作用机制的复杂性却限制了它的发展。为此,本文针对杂质共沉积下离子束... 详细信息

低能离子束诱导自组织纳米结构是一种新型的微纳米加工方法,而杂质共沉积作为控制自组织纳米结构生长的有效手段迅速地成为该领域的研究热点之一。但是,杂质共沉积作用机制的复杂性却限制了它的发展。为此,本文针对杂质共沉积下离子束诱导自组织纳米结构的若干问题进行了研究,重点研究了其出现的物理机制,并初步探索了该技术对材料表面光学特性的影响。论文主要的研究内容和研究成果如下:1.重点研究了杂质共沉积下离子束诱导自组织纳米结构的特征随离子束入射角度、离子束轰击时间和离杂质靶距离等要素演化的规律。实验结果表明,杂质共沉积不仅可以在小于离子束临界入射角的条件下促进纳米结构的生成,同时也可以在大于离子束临界入射角的条件下(一般在30°以上)调制纳米结构的特征,且该种调制作用是基于纯离子束溅射图形的引导。结合物理化学表征和仿真计算等方法深入研究了杂质调制作用的物理机制,证明了杂质调制作用主要来自于几何因素的作用而不能单纯地依据传统的杂质浓度理论进行解释。这些研究进一步扩展了杂质共沉积的物理机制理论。2.研究了杂质共沉积促进自组织纳米结构刻面化的现象。实验结果表明,杂质共沉积具有放大自组织纳米结构振幅的作用,使得图形演化加速进入非线性阶段,并最终增强了结构的刻面化过程。结合物理化学表征等手段证明了杂质共沉积的振幅放大作用是来自于阴影效应和相分离作用。这些研究证明了杂质共沉积是解决纯离子束诱导刻面图形中瓶颈问题的有效手段,为刻面状自组织纳米结构的应用打下了基础。3.初步研究了杂质共沉积下离子束诱导自组织纳米结构的光学特性。实验结果表明,所制作的自组织纳米结构在紫外波段具有一定的增透特性。结合理论仿真等手段对其表现光学特性的物理机理进行了初步讨论,结果表明结构的增透特性主要来自于折射率渐变效应。这些成果证明了杂质共沉积下离子束诱导自组织纳米结构的光学应用潜力,为日后该技术在光学上的应用奠定了基础。

关键词：离子束轰击杂质共沉积自组织纳米结构硅石英增透结构

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增透膜的制备及其性能

增透膜的制备及其性能

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作者：姜浩四川大学

学位级别：硕士

在光学系统中，光的反射不仅导致光能的损失，降低成像质量，而且在某些情况下甚至会造成安全隐患。为了减少光学器件表面光的反射，通常在其表面沉积单层或多层透明介质薄膜，称为增透膜或减反膜。增透膜的增透效果与膜层折射率、厚度... 详细信息

在光学系统中，光的反射不仅导致光能的损失，降低成像质量，而且在某些情况下甚至会造成安全隐患。为了减少光学器件表面光的反射，通常在其表面沉积单层或多层透明介质薄膜，称为增透膜或减反膜。增透膜的增透效果与膜层折射率、厚度密切相关，有关这方面的工作已有大量报道。然而这些已报道的方法均不能满足制备大面积、低成本宽带增透膜的需要。为了解决上述问题，本文设计并制备了两种类型的增透膜。第一种是采用液面下降法制备的无机/有机复合双层增透膜。内外膜层的成膜材料分别为TiO/SiO复合溶胶和苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物。通过改变这两种成膜材料的组成比，可使内、外膜层的折射率分别在1.45～2.0和1.49～1.60之间连续可调，双层膜系的膜厚可通过改变液面下降速率和成膜液浓度来加以调节。此外，研究发现，紫外光辐照处理可增加内层无机膜的折射率并同时降低其厚度，制备的双层光学增透膜在可见光谱范围的透过率有很大提高，最高透过率达到99.5％，透过率曲线的形状及其峰值可通过改变内、外膜层折射率及厚度加以调整。户外耐用性实验结果表明：该双层增透膜可在户外环境下长期使用而保持较高的透过率，其户外耐用性可通过将外层聚合物交联或引入含氟基团加以改善。另外一种是采用可控的旋涂或提拉法在基片上沉积而成的单层或多层PMMA纳米粒子增透膜。与双层增透膜相比，纳米粒子增透膜制备方法简单易行，透过率更高，增透范围也更宽。SEM、AFM结果表明：旋涂法所沉积的纳米粒子松散、无规地分布在基片表面上，相应的单面和双面粒子膜透过率在550nm分别为95.7％和99.5％。提拉法对纳米粒子堆积方式可控性差，只能得到紧密堆砌的纳米粒子膜，其相应膜层的实测透过率最高为98％。通过改变粒子粒径和粒子堆积层数可调节纳米粒子膜层的厚度，从而凋节增透范围。少量PEG、PVA和PMMA纳米粒子同时成膜可明显改善粒子与基片之间的附着力，但同时透过效果随这些添加物用量增加而大大下降。用SiO溶胶作为共成膜物填充纳米粒子间空隙，高温烧掉有机PMMA纳米粒子后残留人SiO无机涂层对基片具有良好的附着力，其用量为1％时，单面涂覆情况下透过率峰值可达95.7％。

关键词：增透膜双层纳米粒子增透结构

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