离子束辅助沉积（IAD）真空镀膜技术研究

论文摘要

在红外光学系统中,绝大多数红外光学元件必须镀制减反射膜来降低表面反射损失,高性能的红外减反射膜是红外光学系统的一个关键部分。同时,由于使用环境恶劣,红外光学元件通常除了必须具有较高的光学性能外,还必须具有较好的耐环境能力。在红外光谱区中经常使用高折射率基片,比如锗（n=4.0）等,由于光线在这些材料表面上的反射损耗特别严重,如果不镀减反射膜,红外光学元件是不能使用的（比如锗片如果不镀膜,其在8～12μm内只有46%的透过率）。红外锗晶体光学零件在8～12μm减反射膜的膜层强度差是当前国内外薄膜光学亟待解决的一个难题,这是由于在红外波段中,实际可供使用的镀膜材料非常有限,最常用的红外镀膜材料如:ZnS、BaF2、CaF2及ZnSe等质地非常疏松且极易潮湿。国内外过去一直采用传统的电子束蒸发技术在锗基片上镀制红外增透膜,但其膜层牢固度差,抗潮湿能力差,以致在恶劣环境中无法使用。本文利用离子束辅助沉积技术（IAD）在红外锗晶体表面镀制8～12μm宽带增透膜制备工艺,实现了高质量、高可靠性的红外膜层。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 国内外发展状况
• 1.2.1 用于侦察
• 1.2.2 用于夜间驾驶与导航
• 1.2.3 用于武器的夜间瞄准
• 1.2.4 用于红外告警
• 1.2.5 用于雷场探测与化学战剂探测
• 1.2.6 用于精确制导
• 1.2.7 用于识别伪装
• 1.3 研究主要工作
• 2 离子源
• 2.1 离子源概述
• 2.2 离子源的种类
• 2.3 Kaufman源基本原理
• 2.3.1 基本要求
• 2.3.2 离子源工作的基本过程
• 2.4 Kaufman离子源的设计原理
• 2.5 Kaufman离子源的使用
• 2.5.1 工作程序
• 2.5.2 工作参数的选择
• 2.6 Kaufman离子源的故障
• 2.6.1 起弧困难或电弧不稳定
• 2.6.2 绝缘
• 2.6.3 离子光学系统频繁放电
• 2.6.4 屏蔽
• 3 离子束辅助沉积技术（IAD）
• 3.1 离子束辅助沉积镀膜
• 3.2 离子束辅助沉积改善薄膜性能情况
• 3.3 工艺与操作
• 3.4 离子束清洗技术
• 3.5 离子束辅助沉积技术
• 3.6 离子束后处理技术
• 4 离子束辅助沉积工艺镀制高性能红外增透膜
• 4.1 红外光学系统中的薄膜技术
• 4.2 红外膜系设计与红外薄膜材料选择
• 4.3 红外薄膜制备工艺
• 4.4 试验内容和测试结果
• 4.5 制备工艺因素分析
• 4.5.1 薄膜厚度的监控
• 4.5.2 基片清洁
• 4.5.3 基板温度、淀积速率和真空度是三个非常重要的制备参数
• 4.5.4 膜层厚度的均匀性及改善均匀性的措施
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献