红外反射膜的制备研究

论文摘要

本文在讨论红外反射膜的起源及发展的基础上,分析并比较了各种红外反射膜的优缺点,从而确定出制备红外反射膜的基本方案。即利用溶胶-凝胶法制备TiO2和SiO2薄膜,将其分别作为高低折射率膜组合成具有红外反射作用的介质膜系,即为红外反射膜。利用XRD、SEM和椭圆偏振光谱测试对TiO2和SiO2薄膜进行晶体结构、表面形貌、膜层厚度和光学常数的检测分析。结果表明:所制备出的TiO2薄膜在500℃热处理后形成锐钛矿结构,在700℃热处理后形成金红石相结构。晶粒尺寸约为60-100nm,且随着热处理温度的升高而增大,单层薄膜厚度约为50nm。波长大于800nm时,TiO2薄膜的折射率在2.09-2.20左右,消光系数约为0.026。SiO2薄膜的厚度为456nm左右,折射率在可见光波段约为1.28,并且随着波长的减小,折射率比较平缓的增大,当波长在250nm时,折射率为1.31。利用实验获得的数据,自编软件进行膜系设计。设计结果是一个在867nm～1614nm带宽范围内,平均反射率约为97.282%的红外反射膜系。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 红外反射膜的发展与需求
• 1.3 溶胶-凝胶法概述
• 第二章 基本薄膜的特征及制备
• 2 的晶相结构及基本特性'>2.1 TiO₂的晶相结构及基本特性
• 2 的晶相'>2.1.1 TiO₂的晶相
• 2 薄膜的制备'>2.1.2 TiO₂薄膜的制备
• 2 薄膜的制备'>2.2 SIO₂薄膜的制备
• 2 的晶体结构及基本特性'>2.2.1 SiO₂的晶体结构及基本特性
• 2 薄膜的制备'>2.2.2 SiO₂薄膜的制备
• 第三章 基本薄膜性能测试
• 3.1 薄膜结构的XRD 分析
• 3.2 扫描电子显微镜分析
• 3.2.1 SEM 表面分析
• 3.2.2 SEM 测量薄膜厚度
• 3.3 薄膜椭圆偏振光谱仪（ELLIPSOMETRY）分析
• 2 薄膜的椭圆偏振光谱测试'>3.3.1 TiO₂薄膜的椭圆偏振光谱测试
• 2 薄膜的椭圆偏振光谱测试'>3.3.2 SiO₂薄膜的椭圆偏振光谱测试
• 第四章 膜系设计
• 4.1 膜系设计方法选择
• 4.1.1 反射定律和折射定律
• 4.1.2 光学薄膜特性的理论计算
• 4.1.3 膜系设计理论简化
• 4.2 计算软件的编写
• 4.3 设计结果
• 结论
• 致谢
• 参考文献
• 研究成果