带通滤光片的镀制及抗辐照性能研究-材料工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 Classified Index: V255 U.D.C: 678 Dissertation for the Master Degree in Engineering EVAPORATION AND RESEARCH ON ANTI-RADIATION OF BANDPASS FILTER Candidate： Supervisor： Zhao Huicong Associate Prof. Liu Hai Academic Degree Applied for： Master of Engineering Speciality： Materials Engineering Affiliation： School of Materials Science Engineering and Date of Defence： July, 2014 Degree-Conferring-Institution： Harbin Institute of Technology 摘 摘 要 摘 要 本文利用膜系设计软件 Analyst 设计出 400-800nm 波段高透过两侧宽截止的带 通滤光片，带通滤光片采用双截止组合结构即分别在基底两侧镀制长波通滤光膜 和短波通滤光膜，采用的高低折射率膜材分别为 ZnS 和 MgF2。 分析不同沉积温度（50℃、100℃、200℃、250℃、300℃）对单层薄膜 MgF2 和 ZnS 结构和表面形貌的影响规律，发现两种膜材都有择优取向，择优取向分别 为晶面（110）和（111）。250℃镀制的 MgF2 薄膜晶粒尺寸、表面粗糙度、表面 孔隙面积和、微观应力都不是很高，而且粒子尺寸和孔径都是最小的，综合考虑 认为膜材 MgF2 的最佳沉积温度为 250℃；对于 ZnS 薄膜尽管 250℃时晶粒尺寸、 粒子尺寸、孔隙总面积都是各个沉积温度中最大的，但是此温度下择优取向晶面 （111）峰强度最高，薄膜择优生长饱和达到稳定状态，故选取 250℃为镀制 ZnS 薄膜的最佳沉积温度。300℃镀制的 ZnS 薄膜各个参数都骤降，可能与 ZnS 蒸镀机 理有关，通常 ZnS 先分解成 Zn 和 S，沉积到基底上再化合成 ZnS。根据光学薄膜 元件环境适应性试验方法 GB/T-26331-2010 对 250℃镀制 MgF2 和 ZnS 薄膜机械性 能进行评价，发现 MgF2 薄膜与基底结合强度高而且耐摩擦性能比较好，可以镀制 到多膜系最外层起到保护层作用；而 ZnS 膜层与基底间结合强度也高但是耐摩擦 性能较差，应尽量避免将 ZnS 薄膜镀制到整个膜系的最外层。 在电子束真空镀膜设备 ORTUS-700 上采用膜材 MgF2 和 ZnS 最佳沉积温度 250℃ 镀制出透过率谱形与理论计算基本相同，但通带宽度和透过率仍有一定差距的带 通滤光片。考虑到带通滤光片空间中的广泛应用，进行了 1MeV 电子辐照试验， 辐照后带通滤光片被染色以及光学透过率发生降低，经过分析透过率降低主要是 基底玻璃导致的。基底两侧分别镀制长波通滤光膜和短波通滤光膜的带通滤光片 相比基底玻璃抗辐照性能提高好多。 关键词：带通滤光片；膜系结构；沉积温度；电子辐照；透过率光谱 I Abstra Abstract Abstract A bandpass filter with a high transmittance in 400-800nm band and a wide cut-off band was designed by a film structure design software named Analyst in this paper, the structure of bandpass is double cut-off composite stucture that each side of substrate is respectively deposited by long wave pass filter and short wave pass filter, moreover, high and low refractive index materials are respectively ZnS and MgF2. The structure and surface morphology induced by deposition temperature(50℃ 100℃ 200℃ 250℃ 300℃) of monolayer MgF2 and ZnS was analized, it was found that each type of fim material had its prefered