薄膜厚度测量设备与测量方法比较研究(2)
时间:2017-06-17 14:09 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
图1.1 GLAD 技术制备的各种形状的雕塑薄膜示意图 （a）直柱；（b）倾斜柱；（e）变直径柱； （f）类分形；（h）具有覆盖层柱；（i）螺旋状； （j）波形柱；（k）zigzag；（l）变直径的zigzag 自从扩散泵出现后，物理气相沉积法制备光学薄膜这一技术得到真正的发展，才使各种光学薄膜在这个领域得到广泛应用。斜沉积下的雕塑薄膜，由于其复杂多变、微纳尺度可控的微观形貌而具有折射率可调特性和各向异性，使其在光学、生物医学、化学、光电子学等方面有广泛的应用前景。 目前，所有的光电系统、光学系统都离不开薄膜，它被应用于各个新兴的高科技领域。与此同时，各领域中不断面临的新困难与挑战也促使研究者们不断地探索薄膜技术的新方法和新应用。 根据基片旋转方式的不同，可得到螺旋状、S形状、C形状、弯曲柱状等不同结构的薄膜。由于雕塑薄膜的多孔程度可以方便地通过制备参数进行控制，从而控制其填充密度，所以雕塑薄膜可以用来制作渐变或梯度折射率滤光片。通过降低其体密度还可以做成超低折射率材料，这种超低折射率材料目前在提高LED 发光效率等方面已经得到应用。利用雕塑薄膜的多孔结构还可将其制成用于气体或液体的传感器探测元件、性能优异的光催化材料、热障涂层、向列液晶载体等多种功能器件。 螺旋状雕塑薄膜或手性雕塑薄膜具有圆布拉格现象，因此可制成对左右旋圆偏振光敏感的超窄带或宽带滤光片、左右旋圆偏振光的转换器等。倾斜柱状结构的雕塑薄膜具有双折射特性，因此可用于制作双折射的偏振器、全反射片、位相延迟片等。与目前常用的晶体材料的位相延迟片相比，雕塑薄膜位相延迟片没有尺寸限制、成本低且结构可控。 1.2 雕塑薄膜的常见应用 在光学上，它可以用来制作相位延迟片、减反膜、偏振片、滤光片等。 （1）相位延迟片：制作相位延迟片，是斜沉积雕塑薄膜的一个重要的用途。与目前常用的晶体材料相位延迟片相比，薄膜相位延迟片没有尺寸限制，成本低，而且其结构具有更好的可控性。日本的Motohiro等人用斜沉积技术在玻璃基底上制备了Ta2O5薄膜相位延迟片。由于这种薄膜具有各向异性结构和双折射特性，用它制成的λ/4位相延迟片的延迟特性可与传统的单晶延迟片相比，而且其尺寸可达到60mm ×250mm。 （2）滤光片：折射率为正弦变化的褶皱滤光片的制造，是光学滤光片制造上，最重要的进步之一。褶皱滤光片的实现需要沉积一个折射率在很大范围上变化的材料，对折射率有一个精确的控制。斜沉积技术由于它可以通过控制纳米尺度上的形态分布来得到合适的光学特性，所以它满足褶皱滤光片制造的要求。 （3）减反膜：目前通过倾斜沉积技术可以使TiO2和SiO2的折射率在2.7-1.3和1.46-1.05之间调节，从根本上突破了材料本身折射率的限制。用这两种材料在基片上制备简便折射率的增透膜，使反射率在全角谱和宽光谱范围内都低于0.5%。 （4）存储通信上的应用：相位延迟薄膜在信息系统中的应用，例如磁盘和数字多功能碟片等设备，这些特别强调大范围延迟特性的统一性和斜沉积制备的光学薄膜的光学稳定性[2]。 1.3 所做工作 本文主要叙述了雕塑薄膜的相关进展，雕塑薄膜与一般薄膜的不同的，即雕塑薄膜所特有的一些光学特性，例如双折射性质，然后介绍了雕塑薄膜的制备方法。接下来介绍了镀膜实验的设计以及进行，镀制实验完成后，分别用白光轮廓仪、分光光度计、接触式粗糙度仪、椭偏仪进行薄膜的厚度测量，测试完成后，对数据进行处理分析。 (责任编辑：qin) |