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介质薄膜膜基体系力学光学特性研究

王成  
【摘要】:薄膜在光学领域和半导体领域中扮演的角色日益重要,因此对薄膜的质量提出了更高的要求。研究薄膜应力对薄膜性能的影响,特别是DWDM 亚纳米带宽的窄带滤光片中的薄膜应力作用,能够从根本上提高薄膜性能,使超窄带滤光片的制作成为可能。 本文系统地分析了薄膜的形成过程、应力模型和应力对薄膜成核的影响,薄膜应力和热处理对介质薄膜光谱的影响;总结了薄膜应力的测量方法。 通过理论分析和实验研究得出如下结论:应力作用下,多层薄膜不均匀的膜厚变化是薄膜光谱退化的主要原因;基片的弯曲导致光线入射角度产生偏差,此角度偏差使波长测量不准,插损增加;热处理可以使介质薄膜应力减小,在热处理能量低于亚稳态薄膜的激活能时只有热应力改变,波长变化量与热处理温度成线性关系,热处理能量较高时,热应力和本征应力同时改变,进而波长的改变与时间有关;热处理是基片减薄引起光谱变化的逆过程,给出了相应的理论关系式,处理温度得当可以使光谱复原,但温度较高处理后,光谱一样可以退化,这也是薄膜厚度不均匀增加的结果,给出了为减小薄膜应力选择制备参数的关系式,并认为薄膜热处理也是减小其应力的主要手段之一;在薄膜应力测量方法的分析中,将测量方法进行了分类,给出了各测量方法的优缺点。


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