氧化物激光薄膜的离子束溅射制备技术.pdfVIP

　第 15 卷 　第 12 期 强 激 光 与 粒 子 束 Vol. 15 ,No. 12 　 　2003 年 12 月 HIGH POWER LASER AND PARTICL E BEAMS Dec. ,2003 　 文章编号 (2003) 氧化物激光薄膜的离子束溅射制备技术 申　林 , 　熊胜明 , 　刘洪祥 , 　李凌辉 , 　张云洞 ( 中国科学院 光电技术研究所, 四川 成都 610209) 　　摘 　要 : 　研究了由 Ta O 和 SiO 组成的多层氧化物激光薄膜的双离子束溅射制备工艺。简要介绍了离 2 5 2 子束溅射技术的基本工作原理和应用 ,着重分析了薄膜厚度均匀性的调控方法。先后得到了 Ta O 和 SiO 单 2 5 2 层薄膜厚度均匀性调控结果以及不同波长处薄膜折射率 ,并定性地分析比较了离子束溅射和电子束蒸发制备 的薄膜结构;制备并测试了 633nm ,1 315nm 反射薄膜以及增透膜。结果表明 :采用离子束溅射技术能够制备 出优良的、满足需要的激光高反射薄膜元件。 　　关键词 : 　离子束溅射 ; 　厚度均匀性 ; 　激光高反射薄膜 ; 　增透膜 　　中图分类号 : TN244 ; O484 　　　　文献标识码 :A 　　离子束溅射技术经过近 40 年发展 , 已经成为一类非常重要的薄膜制备技术。由于离子束溅射技术污染 小 ,成膜条件易于精确控制 , 离子束能量和束流可以精确调节 , 有利于获得高质量薄膜等优点而备受关 [1～3 ] ( ) 注 。离子束溅射薄膜制备技术 也有学者称之为二次离子束沉积 是指由惰性气体电离产生的离子束轰 击被溅射靶材 ,溅射出的靶材料再沉积到基片上形成薄膜的制备技术。当前 ,离子束溅射技术已经广泛应用于 各种功能薄膜材料的制备 ,特别是在 DWDM 光通讯系统、各种光学薄膜元件系统以及半导体器件当中[4 ,5 ] 。 ( ) [6～9 ] 　　在过去相当长一段时间里 ,激光薄膜 特别是中远红外波段激光薄膜 的制备主要采用电子束蒸发 。 由于电子束蒸发制备的薄膜一般都是柱状结构,含有较多的缺陷且易吸收空气中的水分 ,从而使得其环境适应 能力和抗损伤阈值都比较低。离子束溅射技术因其制备的薄膜结构非常致密 ,其间孔洞、缺陷以及杂质等都比 较少 ,膜层质量显著提高而成为备受关注的成膜技术。 　　本文借助 1030mm ×940mm 离子束溅射镀膜机 ,采用双离子束沉积技术 ,研究了 Ta O 和 SiO 单层薄膜 2 5 2 在 200mm 范围内厚度分布均匀性的调控方法 ,得到了厚度分布差异小于 ±0. 5 %的结果; 同时测得了 Ta O 2 5 和 SiO2 薄膜