用于光子芯片的Ge—Sb—Se光学薄膜的制备与性能表征【文献综述】.docVIP

掺Er3+铋酸盐玻璃表面等离子共振荧光增强的机理研究 毕业设计文献综述 通信工程 用于光子芯片的Ge—Sb—Se光学薄膜的制备与性能表征 摘要：随着科技时代的到来，光学薄膜技术已经成为一项不可或缺的技术，本文介绍了光学薄膜的发展历史，光学薄膜技术在国内外的发展近况和研究方向，并且简单介绍了光学薄膜的制备方法以及各种不同的制备方法之间的差异。 关键词：光学薄膜；磁控溅射；热蒸发；光器件 引言 长久以来，光学薄膜技术一直是光学领域中不可忽略的重要基础技术，目前随着现代科学技术水平的飞速发展，光学薄膜技术得到了越来越广泛的应用。小到日常生活中的各种生活用品，大到太空中的各种人造卫星乃至于现代光通信，其中都有起到中要作用的光学薄膜元件。例如我们平常生活中戴的眼镜的镜片、数码相机、钞票显示器上的防伪技术、平板显示、光通信中的窄带滤波片、高精密仪器中的各种薄膜元件等。在光学薄膜技术得到广泛应用的同时，也导致了我们对光学薄膜的光学性能以及制备工艺的要求越来越高。现如今，绝大多数的从事于光学薄膜技术研究领域的单位都在致力于如何在实际生产中得到较高的薄膜质量和较好的成品率。 研究的背景和意义 随着科学技术的飞速发展的同时，也推动了光学薄膜技术水平的不断提高，现如今，光学薄膜已经广泛应用于各种科学技术领域，例如天文技术、宇航技术、红外物理学、光学仪器、以及激光技术等等。 追溯光学薄膜的历史，最早的时候罗伯特·波义尔（Robert Boyle）和罗伯特·胡克（Robert Hooke）各自独立发现的所谓“牛顿环”现象，可以算是现代薄膜光学的萌芽，在今天这种现象对于我们来说，其仅仅是由于在厚度变化的单层膜中光的干涉现象引起的，然而在那一时代，由于科学水平的落后，这一现象无法被人们所理解，直到1801年11月12日，托马斯·杨（Thomas Young）对英国皇家协会发表了著名的贝克莱演说时，阐述了光的干涉现象以及原理，并对这一现象做了第一个完整的解释。奥古斯廷·琼·菲涅耳（Augustin Jean Fresnel）更进一步的发扬传播了托马斯·杨所主张的光的波动理论，特别是用在衍射领域内。在1832年，菲涅尔提出了反射定律与折射定律，也就是“菲涅尔定律”，该定律是研究薄膜系统内的干涉的基础。薄膜光学的真正起步时间应该算于从1817年夫琅和费（Fraunhoer）用酸蚀法在世界上制备的第一批减反射膜，同时在十九世纪，光的干涉量度学有了极大的进展，从薄膜角度上来看，最具有代表性意义的就是在1899年法布里·泊罗（Fabry Perot）干涉仪的出现，它已经成为薄膜滤光片的一种基本的结构形式。 但是，直到十九世纪末，人们还没有实际意义上解决制备各种薄膜的工艺技术，因此二十世纪以前可以是薄膜光学的早起发展阶段。1930年扩散汞的发明，才使光学薄膜的制备进入了工业化的发展阶段。在上述理论和实践的推动下，从二十世纪四十年代开始，薄膜光学进入了全面发展阶段。进入九十年代以后，随着显示技术和光通信技术的飞速发展和逐渐的产业化，对于光学薄膜的发展起到了很大的促进和推动作用。 现今，光学薄膜是各种现代光学仪器和光学器件的重要组成部分，他通过在光学材料的表面镀制一层或多层薄膜，利用光的干涉现象来改变透射光或者反射光的光强、偏振装备以及相位变化。光学薄膜可以镀制在光学塑料、光纤、晶体等各种光学材料的表面上，当然最主要光学材料的还是光学玻璃；光学薄膜的厚度可以从几纳米到上百微米。光学薄膜的牢固性、光学稳定性都相当好，制备成本低，体积和质量几乎可以忽略不计，因此光学薄膜是改变系统光学参数的首选材料，甚至可以毫不夸张的说没有光学薄膜，就没有现代光学仪器和光学器件。 无论是从历史还是从现状来看，光学薄膜技术都是推动科学技术产业发展的不可或缺的关键技术，因此对光学薄膜的设计、制备工艺、性能检测等各方面的要求都提出了新的挑战。 国内外研究现状 近几年来，在如今科技水平高速公路的构想下，光学薄膜制备技术得到了更大的发展空间，传统的薄膜自动设计中的可寻优变量、优化算法、评价函数等也都被赋予了新的概念。俄罗斯的科学家tikhonravov提出了Needle薄膜设计方法，该方法的最大特点在于在优化薄膜的厚度与折射率的同时，又可优化薄膜的层数，是光学薄膜自动设计中的可寻优变量从两个增加到三个，也增大了光学薄膜优化设计寻优的维数，使得我们所设计的薄膜能在多维参数空间中获得更加理想的性能参数。加拿大的Dobrowolski提出了多级优化设计光学薄膜的方法，该方法的基本原理是将多种优化方法组合、交叉使用，以至于使得我们所制备的薄膜得到更好的薄膜质量。 目前，国际上对于光学薄膜技术领域研究和生产的单位超过了五千家，光学薄膜技术已经延伸到了几乎所有的现代光电子器件研究的核心领域，这其中包括了结构生长、制备