光学镀膜中膜料选择

       对于不同波长的膜系，需有针对性地选择薄膜材料进行镀制。膜料种类繁多，一般来说选择膜料应 考虑材料的透明度、折射率和消光系数、机械牢固性、化学稳定性和抗辐射性等。本文中光学薄膜的工 作波长为 1064 nm，应选择在这个范围内透明度尽可能高的介质材料。材料的折射率也是一个非常重要 的参数，其主要受材料种类、作用波长、晶体结构、集聚密度及膜层成分等几个方面的因素制约，每种 材料的折射率都有一个变化范围，使用时希望在此范围内的折射率是稳定且均匀的。通常来说，折射率 的大小大致按照下列次序递增：氟化物、氧化物、硫化物及半导体材料。对于高性能增透膜和激光反射 膜，任何微小的光学损耗都是不可忽视的。在此波段区域内，低折射率材料的消光系数与高折射率材料 相比，要低 1～2 个能级。理想的薄膜具有较高的牢固性及耐久性，这就要求薄膜材料具有良好的机械性 能及化学稳定性。对于高温、高能激光薄膜，应着重考虑高辐射能量对薄膜的破坏性[3]。从激光损伤的 角度来看，关键是选用吸收系数较小的膜料。光学薄膜使用环境要求材料抗高能辐射，故选择氧化铪 （HfO2）、三氧化二铝（Al2O3）、二氧化硅（SiO2）和氟化镁（MgF2）作为高低折射率材料，这些材料 是目前公认的具有较高抗能量损伤阈值、较好机械稳定性与热稳定性的材料，从紫外到红外有较宽的透 明区，高温条件下膜层牢固，也具有良好的抗辐射性能。