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金属/介质膜系光电特性的研究

作　者: 李向阳
导　师: 卢进军
学　校: 西安工业大学
专　业: 武器系统与运用工程
关键词: 金属薄膜金属/介质减反射膜金属/介质透明导电膜光学常数色散吸收椭偏法
分类号: O484.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

金属薄膜是光学薄膜的重要组成部分,随着材料科学、真空技术与薄膜产业的发展,金属薄膜已广泛应用于光电薄膜器件中。但是由于超薄金属薄膜与连续金属薄膜的光学常数相差很大,而金属薄膜的光学常数不易得到,在膜系设计中只能以块状金属的光学常数来代替,使得金属/介质膜系理论设计与制造特性很难保持一致,本文以解决金属/介质膜系理论设计与制造特性一致性为本课题的研究目的。本课题主要从Maxwell方程出发,分析了影响超薄金属薄膜光学常数n、k的各种因素,得到了膜层厚度影响金属薄膜光学常数的理论依据,分析了金属薄膜电导率σ的尺寸效应,并通过实验进行了验证；采用电阻热蒸发和电子束加热的方法制备了不同厚度的金属Ag、Cr、Cu薄膜,由椭圆偏振法检测,Drude模型拟合得到了不同厚度Cu膜、Cr膜、Ag膜光学常数n、k随波长λ的变化规律,得到了超薄金属薄膜与块状金属的光学常数相差较大,随着薄膜厚度的增加,n、k值趋近于块状金属结论；分析得到了膜层厚度对金属薄膜透射光谱的影响规律；通过膜层厚度对金属薄膜吸收、色散等光学特性的影响分析,发现连续金属薄膜在可见光波段对长波的吸收较大,而且相比于介质薄膜平均色散率高10/nm～102/nm量级；在已得到的金属薄膜光学常数n、k基础上,采用金属/介质膜系的设计理论设计了满足指标的金属/介质减反射膜系与金属/介质透明导电膜系G/0.5ZrO2/0.5ZnS/0.003Ag/0.5ZnS/0.7SiO2/Air,通过实验制备和样品检测可知,波长在450nm～700nm范围内,金属/介质减反射膜系与金属/介质透明导电膜系的制备特性相对于理论设计平均反射率相差1%,平均透过率相差2%,所以设计得到的金属/介质膜系光电理论特性与制造特性基本一致。

金属/介质膜系光电特性的研究

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