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光学镀膜中膜料选择

作者:时间:2020-07-18 13:30:48186 次浏览

       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。