輻照激光能量對SiO2薄膜特性及結(jié)構(gòu)的影響

郭 芳，徐均琪，蘇俊宏，黨少坤，基瑪·格拉索夫

(1.西安工業(yè)大學(xué) 陜西省薄膜技術(shù)與光學(xué)檢測重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710021；2.白俄羅斯國立信息與無線電電子大學(xué)，白俄羅斯明斯克 鮑里索夫220013)

引言

二氧化硅(SiO2)薄膜具有折射率低、消光系數(shù)低、色散小、在可見光和近紅外區(qū)域透明等特點(diǎn),是一種理想的光學(xué)薄膜；其憑借硬度大、抗腐蝕、化學(xué)性能穩(wěn)定、抗激光損傷閾值較高、機(jī)械性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)廣泛應(yīng)用于光學(xué)、機(jī)械及微電子等領(lǐng)域[1-2]。隨著近年來大功率激光器的發(fā)展，特別是大功率激光器在武器中的應(yīng)用，人們對SiO2薄膜在激光下的特性表現(xiàn)出了極大的興趣[3]。

實(shí)際工作中，激光系統(tǒng)強(qiáng)烈的電磁場會(huì)使SiO2薄膜發(fā)生結(jié)構(gòu)及特性的變化，對激光系統(tǒng)造成功能性的影響。這種影響是多種因素相互作用的綜合效果[4-5]，Turner及ThomasW.Walker[6]等人比較全面地研究了高能激光與光學(xué)介質(zhì)薄膜相互作用的過程，認(rèn)為激光參數(shù)及薄膜參數(shù)均會(huì)造成高能激光下薄膜的特性變遷；M.Bulgakova[7]和sharpR[8]等人建立了光學(xué)薄膜激光輻照自動(dòng)測試裝置，提出不同脈寬和功率的強(qiáng)激光對材料的作用之間存在差異；楊帆[9]等人通過實(shí)驗(yàn)證明了不同材料的薄膜在激光下的微觀形貌不一。激光對薄膜的影響并非單一因素起作用，而是受限于不同介質(zhì)材料、不同膜系結(jié)構(gòu)以及不同制備方法，時(shí)至今日，仍沒系統(tǒng)地建立高能激光下薄膜特性變化的規(guī)律體系[10-11]。研究SiO2薄膜在不同激光能量輻照下光學(xué)性能、表面形貌、損傷閾值的變化，對SiO2薄膜樣片在實(shí)際應(yīng)用中的行為特性作出一定的預(yù)測及指導(dǎo)，具有重要的意義。……