HfO2,SiO2单层光学薄膜激光预处理机理研究

ＳｉＯ2单层光学薄膜,经低于其破坏阈值的脉冲Ｎｄ3 ∶ＹＡＧ激光预处理后,薄膜的抗激光损伤阈值可达到未处理前的两倍或两倍以上[1,2],而对于ＨｆＯ2单层光学薄膜脉冲Ｎｄ3 ∶ＹＡＧ激光预处理的效果却比ＳｉＯ2薄膜有显著差异(图1所示).对于光学薄膜,激光预处理提高抗激光损伤阈值的机理已有大量研究[1,3,4,6,7],但是,还没有一个共同认可的结论.我们对这一问题也进行了理论和实验探索,得到了一些初步的结果,现报道于下.图1　单层ＨｆＯ2,ＳｉＯ2光学薄膜激光已处理和未处理效果比较1　激光破坏光学薄膜的物理过程　　要弄清楚激光预处理提…     

HfO2单层薄膜的微结构缺陷研究

ＨｆＯ２是一种优良的高折射率材料（在可见光区域折射率约为２），并且有良好的热稳定性，熔点也很高（约为２９００℃）．ＨｆＯ２在紫外波段的透过性也比ＴｉＯ２和ＺｒＯ２好，并且这个优点不是以牺牲它在可见波段、近红外及中红外的良好透过性能为代价的．因此，近年...     

纳米HfO2粉体的制备工艺研究

该文以HfOCl2为原料，分别选用分子量为400、1000和6000的3种聚乙二醇(PEG)作分散剂，在70℃和25℃的反应温度条件下，采用反向滴定化学沉淀法制备出HfCh纳米粉体．X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)的分析结果表明：在70℃的反应温度条件下，加入3种分散剂制备的HfO2粉体的平均晶粒度均小于50nm；用高分子量的分散剂PEG6000所制得的粉体晶粒度更加细小；PEG6000的加入量在0．5％～2．5％质量分数范围内变化对最终的粉体晶粒度影响不大；在25℃的反应温度条件下，加入同样分散剂制备的HfO2粉体的平均晶粒度更加细小，平均晶粒度在30nm左右．用TG／DSC结合XRD对纳米HfO2粉体的研究结果表明：HfO2纳米粉体的晶型转变温度比微米HfO2材料降低了251℃左右(由891℃降低至640℃)，并且在焙烧温度大于660℃时，生成了只有在高温高压条件下才能存在的斜方相HfO2．     

沉积方式对HfO2薄膜激光损伤阈值的影响

分别采用电子束蒸镀、离子束辅助沉积、离子束反应辅助沉积、双离子束溅射技术制备了二氧化铪薄膜,研究了薄膜的光学特性、缺陷、残余应力、弱吸收和抗激光损伤阈值.发现离子束反应辅助沉积的二氧化铪薄膜具有低的缺陷密度和高的损伤阈值;双离子束溅射的二氧化铪薄膜具有高的折射率、高的残余应力和低的损伤阈值.对二氧化铪薄膜的损伤阈值与上述特性之间的依赖关系进行了讨论,发现残余应力是影响薄膜抗激光损伤阈值的一个重要原因.     

水热法制备纳米SnO_2实验的微型化

以SnCl_4·5H_2O为原料,采用水热法制备了SnO_2纳米粉体,并对其进行了XRD和TEM表征,产物为四方晶系SnO_2,平均粒径3～5nm.研究了反应物用量、浓度和反应体系pH值对产物SnO_2的影响,实验结果表明了改用小型反应釜后,得到的SnO_2纳米粉体的产率相近,晶型、形貌和粒度均未发生明显变化,该微型化实验达到了预期的效果.     

基于溶剂热反应快速沉积ZrO2-基激光光学薄膜

基于丙醇锆-乙酸-乙醇混合体系的溶剂热反应(423 K,10 h)合成了稳定的ZrO2-基溶胶,采用旋转镀膜技术在K9玻璃基片上制备了ZrO2-基光学薄膜。借助动态光散射、傅里叶变换红外光谱、原子力显微镜、紫外/可见/近红外透射光谱、FilmTMTek 3000型薄膜分析仪以及强激光辐照实验对溶胶与薄膜的微观结构及光学性能进行表征。研究发现,通过与溶剂乙醇的酯化反应和与丙醇锆的配合反应,乙酸具有温和地提供反应水和降低丙醇锆水解活性的双重作用。在各工艺参数适当配置的情况下,采用该方法可以快速合成颗粒流体力学直径为10 nm~15 nm的溶胶,由此沉积的薄膜具有平整的表面、较高的折射率1.633(测试波长为632 nm)和高的激光损伤阈值34.7 J/cm2(激光波长为1 064 nm,脉冲宽度为3 ns,"R/1"测试模式)。     

Zn2SiO4：Mn的水热法制备

利用简易水热法原位合成制备Zn2SiO4:Mn绿色荧光体,主要原料为TEOS(Tetraethyl orthosilicate),Zn(CH3COO)2·2H2O,Mn(CH3COO)2·4H2O.通过控制反应条件,合成出了具有空心和微米花状结构的硅酸锌掺锰,利用XRD,TEM,SEM和荧光光谱仪对其进行表征,并对其反应机理进行解释.     

TiO2薄膜折射率的调控方法

采用电子束蒸发技术及其辅助工艺制备了TiO2薄膜,利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和原子力显微镜(AFM)对薄膜的组织结构进行了表征,采用紫外可见分光光度计研究了TiO2薄膜的折射率变化.结果表明:传统电子束蒸发镀制的TiO2薄膜的折射率低于块体值,通过调节氧气压、沉积速率和衬底温度可在1.97～2...     

水热法制备水化硅酸钙纳米粉体

通过动态水热合成方法,采用低成本的硅藻土与生石灰作原料,在120℃恒温恒压,并分别在4 h、7 h、10 h的蒸压制度下制备出水化硅酸钙纳米粉体.并用XRD、BET、SEM、TEM等现代测试手段对制得的水化硅酸钙粉体进行了性能测试.结果表明:该纳米粉体结晶度很低、比表面积极大,粉体颗粒的粒径大小主要在50 nm左右;硅质原料和钙质原料的水热合成反应机理主要为溶解-沉淀反应;恒温时间对水热合成产物影响较大,恒温7 h时Ca(OH)2反应殆尽,恒温10 h时,原料中还有少量的SiO2尚未反应完毕;恒温10 h时,纳米粉体的主要产物为水化石榴石、半结晶态的C-S-H(1)、硬硅钙石的前趋物以及Al2SiO5.     

水热法制备BaF2纳米颗粒

采用水热合成法,以BaCl2和KF为反应物,在聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作表面活性剂的水-醇体系中制备了结晶良好的BaF2纳米颗粒.考察了PVP用量对纳米颗粒生成的影响.利用X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)和红外光谱(IR)等测试手段对样品进行了表征.结果表明,以PVP为表面活性剂可以完善BaF2的结晶质量,以形成立方结构的BaF2纳米颗粒.     

薄膜材料的非线性折射率和非线性吸收系数研究

介绍了用单光束纵向扫描技术(Z扫描)测量薄膜材料的三阶非线性光学效应方法,研究了薄膜材料的非线性吸收效应对其非线性折射率测量的影响.当非线性吸收和非线性折射共存时,非线性吸收效应使Z扫描闭孔的测量曲线峰谷不对称,当耦合因子ξ=β     

一种高折光指数聚合物透明树脂的合成与性质

将具有高折光指数的硫和苯环等基团引入含C=C化 合物的分子结构中制备了单体甲基丙烯酸苯硫酚酯（PTMA）, 并利用 FTIR,¹H NMR和HPLC等技术对其结构进行表征. 将PTMA作为单体与苯乙烯进行共聚, 制备得到含硫透明光学树脂. 对其性能测试结果表明, 共聚树脂具有较高的可见光透光率, 而且随着PTMA质量分数的增加, 树脂的折光指数和密度线性增大, 冲击强度提高.     

常压下低折射率纳米多孔二氧化硅薄膜的制备

以正硅酸乙酯(TEOS)为有机醇盐前驱体,采用溶胶-凝胶技术,通过酸/碱二步法控制实验条件,结合低表面张力溶剂替换以及甲基非活性基团置换修饰、超声振荡等,在常压下成功地制备出折射率在1.11～1.27范围内的二氧化硅纳米多孔光学薄膜。制备过程中充分注意到稀释、老化、有机修饰表面、热处理和提拉条件对薄膜都有很大的影响,利用这些因素可以对该纳米薄膜的孔洞率、折射率进行控制,尤其是能制备低折射率薄膜,从而为该薄膜的应用开发奠定基础。采用椭偏仪测量薄膜的厚度和折射率,薄膜中高的孔洞率、低的折射率归结于最终干燥阶段中的弹性回跳。扫描电镜(SEM)观察发现修饰薄膜的表面形貌具有明显的多孔结构。耐磨实验表明所制备的薄膜有良好的机械性能。     

TiO2纳米粒子的水热合成

本文分别以钛白粉和TiCl4等为原料,采用水热合成法制备TiO2纳米粒子,用XRD对产物进行了表征。     

椭圆偏振仪测量薄膜厚度和折射率

文章通过对椭偏仪测量原理的分析给出了四区平均消光状态下的计算公式,利用该公式计算在一个周期内的薄膜厚度和折射率结果较好;同时给出了膜厚大于一个周期时的计算方法。     

确定薄膜折射率和厚度的波长法

提出一种只需测量垂直入射和斜入射的两条光谱曲线,就能分别确定薄膜的折射率 n(λ)和厚度的方法.该方法在薄膜的消光系数 k~2n~2时适用,精度优于1%.     

水热法合成超细硫酸钙晶须

以CaSO4.2H2O为原料,采用水热法合成了超细硫酸钙晶须.以扫描电镜作为分析超细硫酸钙晶须直径的手段,得出制备超细硫酸钙晶须的最优工艺条件为反应温度120℃、料浆初始pH值9.8~10.1、料浆质量分数5%、原料粒度18.1μm.在此条件下,制备出了平均直径为0.19μm,长径比为98的超细硫酸钙晶须产品.得出的结论对超细硫酸钙晶须的工业化生产具有重要的指导意义.     

垂直折射法测三棱镜的折射率

基于最小偏向角法和掠入射法测量三棱镜的折射率时,存在不易测准最小偏向角或明暗分界线的位置,测量量较多及测量原理复杂等缺点,本文提出了垂直折射法测量三棱镜折射率的理论公式和实验测量方法。采用此方法对两种不同顶角三棱镜进行测量,通过计算其折射率,验证了该方法的测量误差较小,可行度高。