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热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析

姜玉刚,  王利栓,  刘华松,  刘丹丹,  姜承慧,  羊亚平,  季一勤

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姜玉刚, 王利栓, 刘华松, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 季一勤. 热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3334-3337.
引用本文: 姜玉刚, 王利栓, 刘华松, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 季一勤. 热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析[J]. 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3334-3337.
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Jiang Yugang, Wang Lishuan, Liu Huasong, Liu Dandan, Jiang Chenghui, Yang Yaping, Ji Yiqin. Analysis on effects of thermal treatment on refractive index and absorption properties of SiO2 film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3334-3337.
Citation: Jiang Yugang, Wang Lishuan, Liu Huasong, Liu Dandan, Jiang Chenghui, Yang Yaping, Ji Yiqin. Analysis on effects of thermal treatment on refractive index and absorption properties of SiO2 film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2014, 43(10): 3334-3337.
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热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析

  • 1.

    同济大学 物理科学与工程学院 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092;

  • 2.

    天津市薄膜光学重点实验室 天津津航技术物理研究所,天津 300192

基金项目: 

国家自然科学基金(61235011);国家重大科学仪器专项子项目(2012YQ04016405);天津市科委项目(13JCYBJC17300,12JCQNJC01200)

详细信息
    作者简介:

    姜玉刚(1985-),男,博士,主要从事低损耗激光薄膜和固体激光薄膜设计、制备和性能检测技术研究。Email:jygang_4089@163.com

  • 中图分类号: TB34;O434

Analysis on effects of thermal treatment on refractive index and absorption properties of SiO2 film

  • 1.

    Key Laboratory of Advanced Micro-structure Materials,Ministry of Education,School of Physics Science and Engineening,Tongji University,Shanghai 200092,China;

  • 2.

    Tianjin Key Laboratory of Optical Thin Film,Tianjin Jinhang Institute of Technical Physics,Tianjin 300192,China

  • 摘要: 采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,并通过椭偏光谱法和表面热透镜技术研究了热处理对其光学特性的影响。热处理对离子束溅射SiO2薄膜折射率影响较大,随着热处理温度增加,SiO2薄膜折射率先减小后增大,当热处理温度为550 ℃时,折射率达到最小。经过热处理后,SiO2薄膜的弱吸收均得到了降低,在2 ppm(1 ppm=10-6)左右,当热处理温度为550 ℃时,获得的SiO2薄膜弱吸收最小仅为1.1 ppm。实验结果表明:采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的折射率和吸收特性。
    Abstract: SiO2 films were deposited on fused silica substrates by ion beam sputtering technology and the effects of thermal treatment on optical properties were studied by ellipsometry technology and surface thermal lens technology. The effects of thermal treatment temperature on refractive index of IBS-SiO2 films were very large, as the increase of thermal treatment temperature, refractive index of SiO2 films first decrease and then increased, when the thermal treatment temperature was 550 ℃, the refractive index was the minimum. After thermal treatment, the weak absorption of SiO2 films were all reduced, the value of weak absorption was about 2 ppm. When the thermal treatment temperature was 550 ℃, the least weak absorption of 1.1 ppm was obtained. The results show that refractive index and absorption properties of IBS-SiO2 films can be largest improved by the proper thermal treatment temperature.
  • [1]
    [2] Hurst R B, Stedman G E, Schreiber K U, et al. Experiments with an 834 m2 ring laser interferometer[J]. Journal of Applied Physics, 2009, 105: 113115(1-10).
    [3] Chen X M, Ma J X, Yang Y T. Design of 50 G nonpolarizing dense wavelength division multiplexer angle-tuning bandpass filter[J]. Applied Optics, 2010, 49: 5271-5275.
    [4]
    [5]
    [6] Stolz C J. Status of NIF mirror technologies for completion of the NIF facility[C]//SPIE, 2008, 7101: 710115-1-11.
    [7]
    [8] Ji Yiqin, Liu Huasong, Wang Zhanshan, et al. Influence of interface layer on antireflection coating for laser optics[J]. Infrared and Laser Engineering, 2011, 40(10): 2003-2008. (in Chinese) 季一勤, 刘华松, 王占山, 等. 界面层对激光减反膜的影响研究[J]. 红外与激光工程, 2011, 40(10): 2003-2008.
    [9]
    [10] Ji Yiqin, Cui Yuping, Liu Huasong, et al. Test and analysis of optics thin film loss[J]. Infrared and Laser Engineering, 2007, 37(3): 505-508. (in Chinese) 季一勤, 崔玉平, 刘华松, 等. 光学薄膜的损耗测试与分析[J]. 红外与激光工程, 2007, 37(3): 505-508.
    [11] Netterfield R P, Grossa M. Low mechanical loss coatings for LIGO optics: progress report[C]//SPIE, 2005, 5870: 58700H-1-9.
    [12]
    [13] Uhrenfeldt C, Chevallier J, Larsen A N, et al. Near-infrared-ultraviolet absorption cross sections for Ge nanocrystals in SiO2 thin films: Effects of shape and layer structure[J]. Journal of Applied Physics, 2011, 109: 094314-1-14.
    [14]
    [15]
    [16] Andreas S. Thin films with a hidden twist[J]. Nature, 2010, 468: 387-388.
    [17]
    [18] Harada T, Yamada Y, Uyama H, et al. High rate deposition of TiO2 and SiO2 films by radical beam assisted deposition(RBAD)[J]. Thin Solid Films, 2001, 392(2): 191-195.
    [19]
    [20] Wang J Z, Xiong Y Q, Wang D S, et al. Study on preparation and characters of one multi-function SiO2 film [J]. Physics Procedia, 2011, 18: 143-147.
    [21] Wu W F, Chiou B S. Properties of radio frequency magnetron sputtered silicon dioxide films[J]. Applied Surface Science, 1996, 99(1): 237-243.
    [22]
    [23]
    [24] Klug W, Schneider R, Zoller A. Plasma enhanced CVD hard coatings for ophtalmic optics[C]//SPIE, 1990, 1323: 88-97.
    [25] Ji Yiqin, Jiang Yugang, Liu Huasong, et al. Analysis on effects of thermal treatment on structural characteristic of ion beam sputtering SiO2 films[J]. Infrared and Laser Engineering, 2013, 42(2): 418-422. (in Chinese) 季一勤, 姜玉刚, 刘华松, 等. 热处理对离子束溅射SiO2薄膜结构特性的影响分析[J]. 红外与激光工程, 2013, 42(2): 418-422.
  • [1] 张学海, 魏合理, 段金龙, 李卫东, 邹曙光, 戴聪明.  灰霾期间硫酸盐包裹沙尘气溶胶粒子的光学特性研究 . 红外与激光工程, 2021, 50(11): 20210052-1-20210052-9. doi: 10.3788/IRLA20210052
    [2] 赵媛媛, 肖作江, 梁旭.  基于光谱干涉技术的玻璃厚度及折射率测量方法 . 红外与激光工程, 2020, 49(2): 0213004-0213004. doi: 10.3788/IRLA202049.0213004
    [3] 熊浩西, 易仕和, 丁浩林, 徐席旺, 欧阳天赐.  三维无规则不均匀折射率场光线追迹新方法 . 红外与激光工程, 2019, 48(5): 503005-0503005(9). doi: 10.3788/IRLA201948.0503005
    [4] 耿蒙, 李学彬, 秦武斌, 刘泽阳, 鲁先洋, 戴聪明, 苗锡奎, 翁宁泉.  典型地区大气气溶胶谱分布和复折射率特征研究 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 311001-0311001(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0311001
    [5] 王利栓, 杨霄, 刘丹丹, 姜承慧, 刘华松, 季一勤, 张锋, 樊荣伟, 陈德应.  离子束溅射氧化钽薄膜光学特性的热处理效应 . 红外与激光工程, 2018, 47(3): 321004-0321004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0321004
    [6] 冷健, 季一勤, 刘华松, 庄克文, 刘丹丹.  热处理对双离子束溅射SiO2薄膜力学及热力学特性的影响 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 621002-0621002(6). doi: 10.3788/IRLA201847.0621002
    [7] 季琲琲, 李照鑫, 周薇, 宋宾宾, 郭祥帅, 李德华.  不等光程法太赫兹波段材料光学参数的精确测量 . 红外与激光工程, 2017, 46(4): 417002-0417002(5). doi: 10.3788/IRLA201746.0417002
    [8] 刘华松, 杨霄, 刘丹丹, 王利栓, 姜承慧, 姜玉刚, 季一勤, 张锋, 陈德应.  SiO2薄膜光学常数物理模型 . 红外与激光工程, 2017, 46(9): 921003-0921003(6). doi: 10.3788/IRLA201746.0921003
    [9] 张圣斌, 左敦稳, 卢文壮.  金刚石衬底的氧化钒薄膜光电特性研究 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1221001-1221001(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1221001
    [10] 杨晓杰, 李向军, 刘建军.  石英玻璃太赫兹光学参数测量的误差分析 . 红外与激光工程, 2015, 44(6): 1827-1831.
    [11] 蒲云体, 王刚, 乔曌, 胡江川, 马平.  激光辐照下金纳米缺陷诱导光学玻璃损伤特性 . 红外与激光工程, 2015, 44(11): 3229-3233.
    [12] 艾万君, 熊胜明.  离子束辅助沉积大口径光学薄膜 . 红外与激光工程, 2015, 44(S1): 183-188.
    [13] 范世鹏, 林德福, 路宇龙, 宗睿.  激光制导武器半实物仿真系统的设计与实现 . 红外与激光工程, 2014, 43(2): 394-397.
    [14] 刘华松, 傅翾, 季一勤, 张锋, 陈德应, 姜玉刚, 刘丹丹, 王利栓, 冷健, 庄克文.  离子束溅射制备氧化物薄膜沉积速率调整方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2192-2197.
    [15] 刘强, 王贵师, 刘锟, 陈卫东, 朱文越, 黄印博, 高晓明.  基于光声光谱技术的大气气溶胶吸收系数测量 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3010-3014.
    [16] 潘继环, 苏安, 蒙成举.  介质折射率对光子晶体量子阱滤波性能的调制 . 红外与激光工程, 2014, 43(3): 833-837.
    [17] 刘华松, 罗征, 刘幕霄, 姜玉刚, 王利栓, 季一勤, 张锋, 陈德应.  SiO2薄膜TO与LO振动模式的数值研究 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3746-3750.
    [18] 刘华松, 傅翾, 王利栓, 姜玉刚, 冷健, 庄克文, 季一勤.  弱吸收单面薄膜光学特性的表征方法 . 红外与激光工程, 2013, 42(8): 2108-2114.
    [19] 季一勤, 姜玉刚, 刘华松, 王利栓, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 樊荣伟, 陈德应.  热处理对低损耗高反膜特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 742-746.
    [20] 季一勤, 姜玉刚, 刘华松, 王利栓, 刘丹丹, 姜承慧, 羊亚平, 樊荣伟, 陈德应.  热处理对离子束溅射SiO2薄膜结构特性的影响分析 . 红外与激光工程, 2013, 42(2): 418-422.
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出版历程
  • 收稿日期:  2014-02-05
  • 修回日期:  2014-03-03
  • 刊出日期:  2014-10-25

热处理对SiO2薄膜折射率和吸收特性的影响分析

  • 1. 同济大学 物理科学与工程学院 先进微结构材料教育部重点实验室,上海 200092;
  • 2. 天津市薄膜光学重点实验室 天津津航技术物理研究所,天津 300192
    • 作者简介:

    姜玉刚(1985-),男,博士,主要从事低损耗激光薄膜和固体激光薄膜设计、制备和性能检测技术研究。Email:jygang_4089@163.com

  • 收稿日期: 2014-02-05
  • 修回日期: 2014-03-03
  • 刊出日期: 2014-10-25
基金项目:

国家自然科学基金(61235011);国家重大科学仪器专项子项目(2012YQ04016405);天津市科委项目(13JCYBJC17300,12JCQNJC01200)

  • 中图分类号: TB34;O434

摘要: 采用离子束溅射技术,在熔融石英基底上制备了SiO2薄膜,并通过椭偏光谱法和表面热透镜技术研究了热处理对其光学特性的影响。热处理对离子束溅射SiO2薄膜折射率影响较大,随着热处理温度增加,SiO2薄膜折射率先减小后增大,当热处理温度为550 ℃时,折射率达到最小。经过热处理后,SiO2薄膜的弱吸收均得到了降低,在2 ppm(1 ppm=10-6)左右,当热处理温度为550 ℃时,获得的SiO2薄膜弱吸收最小仅为1.1 ppm。实验结果表明:采用合适的热处理温度,能大大改善离子束溅射SiO2薄膜的折射率和吸收特性。

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