一、高损伤阈值介质膜层的制备及其研究（论文文献综述）
师云云[1]（2021）在《多波段全介质高反射薄膜的设计与制备》文中进行了进一步梳理目前,工作于单波段的光电器件已经越来越难以应对现代仪器高速发展带来的严峻挑战,随之兴起的多波段光电器件,具备较强的角分辨能力与能量收集能力,能够集多功能一体化,满足各波段的不同使用需求。本文主要从多波段高反膜的光谱性能、激光防护性能以及大口径薄膜的应力分布三方面入手,对多层膜体系的热应力进行建模与深入研究,继而开展三波段兼容多层膜的设计与制备工作,推进大口径基底上膜层的应力与损伤性能研究。借鉴双层复合梁理论,建立了圆形基底上双层、多层光学介质膜的热应力模型。通过力平衡和弯矩平衡等边界条件分析等效膜基系统中的应力应变分布,建立了等效膜层和基底的热应力理论关系。推导的公式不仅在分析双层膜系统应力应变方面是行之有效的,对于预测周期弹性多层膜中的热应力分布同样适用。结合实际轮廓仪测量基底在沉积HfO2/SiO2双层膜、多层膜前后的曲率半径,得到膜层的残余应力分别为-52.59MPa和-101.65MPa,理论推导的热应力公式计算得到双层、多层膜的热应力分别为-79.33MPa和-78.46MPa,高温下制备的薄膜在生长过程中,缺陷密度小,本征应力较低,验证了膜基模型的有效性。在G/（HL）SH/A膜系结构的基础上,高低折射率材料选取TiO2-SiO2,在Φ30mm的K9基底上进行基础实验研究。500nm～650nm、808nm、1064±40nm范围分别采用中心波长530nm、575nm 以及 1064nm,按照膜系 G/（HL）8H/A、G/（1.5H1.5L）4H/A、G/（HL）8H/A 进行高反膜的镀制。三波段膜层的残余应力数值分别为-31.52MPa、-37.10MPa、-94.44MPa,状态均表现为压应力状态。TiO2/SiO2、HfO2/SiO2、LaTiO3/SiO2三种材料组合下1064nm高反膜的抗激光损伤阈值分别为2.9J/cm2、3.5J/cm2、2.2J/cm2。前两者薄膜样品的膜基结合力较好,LaTiO3/SiO2组合高反射薄膜表面起皱脱落,抗激光损伤性能较为低弱。设计并制备了三波段兼容的介质高反膜,监控波长560nm,膜系结构优化为G/（HL）8H（2L）4（1.4H1.4L）8H2L（1.9H1.9L）81.9H/A,在不同膜堆之间添加低折射率层来抑制虚设问题,通过增加周期数改善808nm波长点处带宽小、峰值反射率低等不足。在Φ220mm的大口径基底上成功制备性能良好的宽波段大尺寸多层高反射薄膜,光谱曲线较为平滑,膜厚均匀性良好,成膜致密无起皱龟裂脱落等现象出现,膜层牢固性较高。鉴于玻璃的抗压强度要优于其抗拉强度,膜层的应力状态呈现良好的态势,表现为较小的压应力。其光谱性能在可见光500nm～650nm波段范围内,平均反射率为99.5%,峰值反射率为99.9%;778nm～838nm范围内,峰值反射率99.9%,平均反射率99.8%;1064±40nm波段范围内,其平均反射率能够达到99.7%,峰值反射率达到99.9%。
王利栓[2]（2021）在《离子束溅射沉积多波长激光薄膜研究》文中研究说明随着可调谐激光技术应用的发展,对多波长激光薄膜提出了较高要求:一是要求高反射薄膜的带宽更宽,当前因受反射镜带宽所限只能通过更换腔镜的方式来实现宽带激光的输出;二是要求激光薄膜的损伤阈值更高,目前非线性激光晶体薄膜的损伤阈值已成为制约中波红外激光器功率提升的瓶颈。针对高反射激光薄膜的带宽问题及多谱段非线性晶体减反膜的损伤阈值问题,开展理论和实验研究具有重要的科学意义和使用价值,将对可调谐激光技术的发展起到巨大推动作用。高性能宽带反射镜仅能通过全介质膜堆的方法实现,膜系结构具有层数多、总物理厚度大等特点,存在严重的应力诱导面形畸变问题,以及局部吸收谐振放大导致的反射率凹陷问题;多谱段减反射晶体薄膜,主要应用于中红外光学参量振荡激光器,该非线性晶体在光学性能和力学特性上均具有各向异性,且该元件工作于强激光环境中,种种原因导致该晶体薄膜元件易破坏、可靠性差。本文中膜层制备方法均采用离子束溅射沉积技术,膜层材料均选择氧化物薄膜材料体系。离子束溅射氧化物薄膜具有致密度高、缺陷少等优点,但其高压应力问题必须得到有效解决。另外,对于氧化物薄膜材料在中波红外的特性及应用报道极少。首先,针对氧化物薄膜光学常数精确表征问题,本文选择Tauc-Lorentz和Cody-Lorentz复合色散模型,重点对该复合模型的带尾吸收衰减规律进行修正,从而有效连接带间跃迁吸收和透明区的弱吸收。并以Ta2O5、Hf O2氧化物薄膜为例进行光学常数表征,结果表明拟合偏差明显减小;开展了薄膜光学特性与力学特性之间关联性的理论研究,揭示薄膜光学特性与力学特性的相互影响规律,为工艺调整提供依据。其次,针对离子束溅射氧化物薄膜材料高压应力状态、薄膜结构微缺陷问题,系统开展了氧充量对Ta2O5薄膜、Hf O2薄膜、Al2O3薄膜和Si O2薄膜的光学特性、微结构特性、应力特性等影响。同时,重点对比了不同溅射起始材料对Ta2O5薄膜、Hf O2薄膜特性的影响,建立了氧化物薄膜特性与工艺参数的关联性,特别是获得了针对氧缺陷控制的最佳工艺,降低激光与薄膜相互作用时氧缺陷诱导吸收造成薄膜热熔破坏风险。然后,通过系统开展薄膜退火后处理研究,建立了氧化物薄膜能带特性、红外波段光学特性与退火后处理的关系,获得了基于退火后处理技术进行薄膜应力调控的方法。特别是提出了基于正压背景下压力调控的低热应力引入薄膜后处理思路,采取用于光学材料压制的热等静压方法用于薄膜的后处理,与传统后处理方法相比,该方法可大大降低由于膜层-基底热膨胀系数差异而二次引入的热应力。最后,针对超宽带激光反射镜膜层应力导致面形畸变问题,提出了超宽带反射镜薄膜分离设计方法,在基板两侧设计等厚膜层以减小应力带来的面形畸变问题。然而该方法并不能减小膜层高应力状态,因此需在选取低应力膜层制备工艺的基础上,并在膜层制备后采用低热应力引入的热等静压方法进行后处理,降低膜层应力、提高反射镜可靠性。最终获得了在400～1200nm波段范围内平均反射率99.91%,面形精度为0.072λ的超宽带激光反射镜。针对中红外非线性ZGP晶体减反射多层膜的设计与制备,首先提出了基于添加Al2O3薄膜应力匹配层的光力一体化设计理念,解决ZGP晶体基底热膨胀系数各向异性带来的机械稳定性差的问题;同时,针对基底折射率各向异性、吸收基底光学常数难以精确标定问题,提出了基于基底折射率容差的减反射膜系设计方法。最后,采用离子束溅射技术制备了多谱段中红外非线性晶体减反膜,经测试激光损伤阈值可达到4J/cm2。
李阳[3]（2021）在《1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析》文中研究说明高反膜已广泛应用于各种激光系统及光学仪器中,然而由于高反膜一般厚度较大,光学元件在镀膜后常常由于薄膜应力而引起较大的面形变化,这将使得光学系统的成像质量变差。为了降低系统中光学元件镀膜前后的面形变化,有必要建立多层膜热应力和残余应力模型,明确不同膜料和膜系下膜-基结构的应力分布和面形变化,才能设计并制备微变形高能激光反射膜。基于以上讨论,本文研究了熔石英基底（220×10mm）上激光高反膜的应力分布,膜系设计及工艺制备等。使用有限元分析方法对多层膜的热应力和残余应力及其引起的面形变化进行仿真分析,进行膜料的选择,利用TFC软件进行膜系设计。在ZZS500-2/G真空箱式镀膜机中完成小口径高反膜的制备。在莱宝ARES 1350镀膜机中,采用电子束真空镀膜并加以APS离子源辅助沉积完成激光高反膜的制备。通过建模仿真分析,得到膜-基结构热应力分布规律。采用等效参考温度和生死单元技术对多层膜的残余应力进行分析,在残余应力作用下,熔石英基底（30×2mm）上高反膜膜系G|（HL）10H|A比G |（LH）10L|A面形变化更小,面形变化减少38nm。对于大口径元件,考虑在重力引起的曲面上镀膜,修正了理想平面镀膜的不足,为微变形激光介质高反膜的制备提供指导。发现熔石英基底上高低折射率材料（TiO2、HfO2、H4和SiO2）的本征应力在残余应力中起主导作用,制备的不同膜料组合的高反膜都表现为压应力,其中TiO2/SiO2组合残余应力最小,对应面形变化也最小。镀膜前基底面形对镀膜后面形的影响较大,平面度越高,变形量较小。当镀膜前基底面形为凹面时,镀膜后变为凸面,这表明镀膜可以改善或修改基底面形,说明了应变补偿法的可行性。熔石英上膜系G|（HL）10H2L|A的残余应力为-39.70MPa,镀膜前后面形变化为0.112λ,相对于不加补偿层的G|（HL）10H|A膜系面形变化量减小0.094λ,表明当加2L应力补偿层时,不仅减小多层膜整体残余应力,使得镀膜前后基底面形变化较小,而且有利于抗激光损伤能力的提高,其抗激光损伤阈值为6.9J/cm2,比不加保护层时的抗激光损伤阈值提高2.9J/cm2。在熔石英基底（220×10mm）上制备激光高反膜,当初始面形为凸面时,膜系为G|（HL）10H|A比G|（LH）10L|A面形变化更小,减小了 1.9λ。无论基片口径大小或初始面形为凹面或凸面,同等实验条件下,熔石英基片上镀制TiO2/SiO2高反膜膜系为G |（HL）10H|A面形均优于G|（LH）10L|A,膜系G|（HL）10H|A的反射率较高。膜系G|（HL）10H2L|A的抗激光损伤阈值较高。最终,在熔石英（220×10mm）上实现 1064±40nm 波段,R>99.77%;LIDT=5.4J/cm2;△PV=2.64λ。
宁洪龙,邓宇熹,黄健朗,罗子龙,胡润东,刘贤哲,王一平,邱天,姚日晖,彭俊彪[4]（2020）在《金属氧化物薄膜晶体管的激光退火》文中指出金属氧化物薄膜晶体管（MOTFT）具有较高的载流子迁移率（10～100cm2/V·s）,且薄膜均匀性好、制备温度低和可见光透明的优点,被认为是最有前途的新一代TFT。激光退火因具有能量高、速度快、对衬底损伤小和退火范围可控的特点,相比传统热退火,更适用于柔性和大尺寸背板的制备。本文综述了有关金属氧化物薄膜及MOTFT激光退火的研究进展;详细讨论了激光退火中的关键参数;系统阐述了激光对金属氧化物薄膜的作用以及激光对MOTFT性能的影响。最后,总结了现在激光退火技术存在的问题以及发展方向。
邓宇熹[5]（2020）在《金属氧化物半导体薄膜及晶体管的激光退火研究》文中指出显示市场正朝着柔性和大尺寸的方向发展,金属氧化物薄膜晶体管（MOTFT）有迁移率高（1-100cm2/Vs）、薄膜均匀性好等优点,成为有源矩阵液晶显示和有源矩阵有机发光二极管为代表的显示背板行业中的有力竞争者。通常MOTFT需要通过退火工艺优化性能,而传统热退火有温度较高、时间长和易损伤柔性衬底等缺点。而激光退火具有退火速度快和对柔性衬底损伤小等优点,在柔性和大尺寸面板有较强的应用潜力。但国内对金属氧化物半导体激光退火的机理研究还不成熟。因此,开展金属氧化物半导体薄膜及晶体管的激光退火研究非常有意义。首先,本论文用355nm和266nm固体激光器进行掺硅二氧化锡(本论文用355nm和266nm固体激光器进行掺硅二氧化锡（Sn O2:Si,STO）薄膜激光退火的研究。研究发现:1.经过波长355nm和266nm固体激光器退火的STO薄膜,物相结构保持非晶态,薄膜密度随激光退火能量密度的上升而增加,且266nm激光退火在更低能量密度下,获得与355nm激光退火相近的退火效果。2.355nm激光退火使STO薄膜的光学带隙变窄,氧空位相对含量减少,晶格氧的相对含量增加;而266nm激光退火后,STO薄膜光学带隙变宽,氧空位相对含量增加。造成355nm激光退火和266nm激光退火对STO薄膜作用异同的原因是:1.激光退火产生的热效应能诱导薄膜致密化,激光能量密度越高,热效应越强;而266nm激光光子能量（4.7e V）大于STO光学带隙（3.62e V）,能通过电子-空穴对复合产生额外的热效应。这证明了,可以通过提高激光能量密度和提高光子能量两种方式来提高STO薄膜的致密化程度。2.355nm激光光子能量较低,对金属/氧键的解离效率低,以热效应为主导作用。热效应能消除STO薄膜的缺陷态,使氧空位相对含量减少,氧空位相对含量减少使载流子浓度减少,导致光学带隙变窄。而266nm激光光子能量较高,对金属/氧键的解离效率高,能诱导形成更多氧空位,使载流子浓度增加,费米能级进入导带,光学带隙变宽。其次,本论文用355nm和266nm固体激光器进行STO-TFT激光退火的研究。研究表明266nm激光比355nm激光退火的效率更高,对应退火的STO-TFT可在较低的能量密度下获得较高的开关特性;最佳工艺条件为采用波长266nm的固体激光器,在能量密度70 m J/cm2激光退火后STO-TFT的迁移率为0.079 cm2/Vs,开关比为1.05×106,阈值电压为3.68V,亚阈值摆幅为3.11V/dec。最后,本论文自主搭建了248nm准分子激光退火平台,使用该平台进行铟镓锌氧化物（In-Ga-Zn-O,IGZO）薄膜和掺镨铟锌氧化物（In-Zn-O:Pr,Pr IZO）薄膜的248nm准分子激光退火的研究。研究发现,能量密度200 m J/cm2的激光退火使IGZO薄膜出现结晶,其他条件激光退火的IGZO和Pr IZO薄膜保持非晶态。248nm准分子激光退火后,IGZO和Pr IZO薄膜的透射率吸收边红移、光学带隙变窄、氧空位含量减少和晶格氧含量增加。造成以上结果可能的机制是:准分子激光为平顶光束比固体激光的高斯光束更均匀,且光子能量更高,导致激光退火产生的热效应更强;248nm准分子激光退火以热效应为主导解离作用为辅,其热效应减少了薄膜中氧空位,降低了薄膜中载流子浓度,导致薄膜的光学带隙变窄和透射率吸收边红移。优化后248nm准分子激光退火的Pr IZO-TFT获得良好器件性能,能量密度200 m J/cm2激光退火后器件的迁移率高达20.01cm2/Vs,电流开关比高达2.21×108,阈值电压低至-2.11V,亚阈值摆幅低至1.97 V/dec。
王燕[6]（2019）在《渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究》文中进行了进一步梳理光学减反膜元件是激光系统中极其重要的器件之一,如何提高减反膜的抗激光损伤阈值成为关注的一个热点。渐变折射率薄膜具有提高激光损伤阈值且实现宽带减反的特点。采用PECVD技术制备的渐变折射率薄膜具有折射率连续变化范围大,制造精度较高等独特的优点,近年来在激光薄膜的前沿研究中展现了巨大的应用潜能。本文重点探索渐变膜系减反膜与激光损伤阈值之间的变化规律。首先通过仿真技术进行不同的减反膜系设计并进行优化;其次,采用PECVD技术在K9玻璃上沉积不同渐变减反膜系（多层梯度渐变膜系和相应的坡度渐变膜系）完成样片制备,使样片平均透过率在450～750nm波段不低于99%;最后进行了激光损伤阈值测量,研究不同渐变膜系减反膜的激光损伤阈值变化规律。获得的主要结论如下:（1）通过选择合适的基础膜系,并结合一定的优化方法,获得了三种满足设计要求的渐变膜系减反膜。渐变膜系1:G/H1→H/L/A、渐变膜系2:G/0.48H2/L1→H/1.31L1/A、渐变膜系 3:G/L1/L/H3→H/L1/A,其中 nL=1.46,nL1=1.4,nH=1.96,nH1=1.7,nH2=1.85,nH3=1.75。三种渐变膜系在设计波段的理论平均透过率分别为99.44%、99.28%、99.60%。（2）完成了梯度法和坡度法制备三种渐变膜系减反膜的工艺研究,获取了满足光学性能的多种梯度和坡度渐变膜系。梯度渐变膜系样片平均透过率在99.02～99.41%之间,坡度渐变膜系样片平均透过率在99.03～99.52%之间。（3）在保持目标透射光谱要求和膜系总光学厚度不变的前提下,渐变膜系相对于基础膜系,抗激光损伤阈值有显着的提高;对于同一渐变膜系,在相同制备条件（梯度法和坡度法）下,随着梯度化层数的增加,薄膜的抗激光损伤阈值有减小的趋势;对于同一渐变膜系,在相同膜层的条件下,采用坡度法制备的样片抗激光损伤阈值均高于梯度法制备的样片;对于不同渐变膜系,在相同膜层和相同制备条件下,G/H1→H/L/A薄膜的抗激光损伤能力最强,其中坡度渐变膜系1-5的激光损伤阈值最大,为25.0J/cm2,G/0.48H2/L1→H/1.31L1/A 次之,G/L1/L/H3→H/L1/A 最弱。
黄佑文[7]（2018）在《表面集成微光学元件垂直腔面发射激光器研究》文中认为在光纤通信,光互联,高速激光器,激光打印和激光雷达等领域,垂直腔面发射激光器（vertical cavity surface emitting laser VCSEL）因其自身的单纵模发射、圆对称光斑、超低阈值电流和功率消耗等优点,而被作为低成本低能耗的光源而被广泛应用。但是VCSEL自身的光束发散角大,横向多模分布、光束质量差,在一些直接使用VCSEL的应用中受到限制。因此改善VCSEL自身发散角大小,提高光束质量,改善横向模式特性的研究变得意义重大。在本论文中,将使用有限时域差分法建立完整的VCSEL集成微光学元件模型。分别模拟了表面集成微透镜VCSEL和表面集成非周期性亚波长高对比度光栅VCSEL阵列,实现了VCSEL光束质量改进和控制。基于软件模拟,我们制备出了高光束质量的VCSEL激光器和提出了多角度光束偏转的VCSEL列阵激光雷达光源。本论文主要从以下几点开展:1、器件模型、数值模拟在有限时域差分（finite-different time-domain FDTD）软件里面建立了微透镜集成VCSEL光子微腔模型,模型中点光源置于有源区偏离中心的位置,微透镜的非球常数和半径分别设置为2和9μm,模拟中通过改变微透镜高度实现不同曲率半径大小的微透镜。分别模拟额透镜高度为100nm,150nm,200nm,250nm,300nm,350nm的微透镜集成VCSEL,分析了微透镜曲率半径对VCSEL内部光场模式分布的影响,从模拟结果我们得知,当微透镜曲率半径小于40.6μm时候,有利于基模出射。2高光束质量单片集成微透镜VCSEL制备、测试分析采用限制扩散湿法化学刻蚀制备方法,研究中使用的刻蚀液体是体积比为1:1:10的HBr:H2O2:H2O混合液。刻蚀过程保持温度恒定,微透镜的曲率半径由刻蚀时间决定。我们制备了不同曲率半径微透镜集成VCSEL,研究不同曲率半径微透镜对VCSEL的腔内模式特性、阈值电流特性、阈值增益特性、输出功率特性、远场发散角特性、光束质量因子,光谱特性的影响。研究结果显示,集成了较小曲率半径Rc=31.78μm的微透镜VCSEL,其阈值电流、最大输出功率分别为1.2mA和1.35mW,电流注入大小分别为1mA,2mA,3mA时,其发散角大小分别为4.2°,5.5°,5.7°;其光谱能获得单模输出,且边模抑制比>25dB。3多角度光束控制非周期性高对比度光栅垂直腔面发射激光器设计了特定周期和占空比的非周期性高对比度光栅来实现光束的波前相位控制,进而实现对光束的多角度控制。在研究中,我们采用了有限时域差分法模拟了特殊排列的非周期高对比度光栅,并获得了-10.644°,-21.176°,-28.307°,10.644°,21.447°和28.418°的光束控制角度。基于这种多角度控制的高对比度光栅阵列,我们提出了一种具有多角度光束控制的VCSEL光源,这种尺寸极小的宽角度发射VCSEL光源系统能使激光雷达系统的结构紧凑化和微型化。
张志研[8]（2018）在《高峰值功率准连续激光清洗工艺及光纤传输关键技术研究》文中进行了进一步梳理激光清洗是一项高效、绿色的新型清洗技术,其主要机理为物体表面污染物吸脉冲激光后,污染物气化挥发及瞬间受热膨胀而克服基体表面对污染物粒子的吸附力,使其脱离物体表面。激光清洗相对于化学清洗,其不需任何化学药剂和清洗液;相对于机械清洗,其无研磨、无应力、无耗材,对基体损伤极小;激光可利用光纤传输引导,清洗不易达到的部位,适用范围广。适用对象也比较广泛,除锈、除漆、除泥污、晶片表面处理;清洁度高,且能清除纳米级以下污染微粒。激光除锈（热轧板表面氧化层）和激光除漆是激光清洗技术在工业应用中的两个重要方向。高峰值功率准连续脉冲激光（重复频率:kHz,脉冲宽度:100ns,单脉冲能量:10100mJ）是激光清洗所需的优选激光源。主要原因为:纳秒激光脉冲作用于污染物表面可减少由于热积累形成热传导使基材温升过高;高重频脉冲激光作用于污染物表面可以使污染物迅速达到分离去除阈值,因此可以提高清洗能力和效率。由于这种激光能量相对较高,当采用这种激光进行污染物烧蚀气化去除时,通常采用（4002000）μm较大的聚焦光斑,有利于保护基材不受损伤并降低了清洗工艺参数控制的难度。此外,光纤耦合柔性传输是激光清洗的重要核心技术,而这种脉冲激光可以通过光纤进行远距离柔性传输,大大提高了它的适用范围。本论文主要围绕高峰值功率准连续脉冲激光清洗系统及传能光缆研制,高峰值功率准连续脉冲激光在热轧板表面氧化层及铝基材表面多层涂漆逐层去除应用开展理论和实验研究。主要研究内容和特色如下:（1）首先,研制了脉冲激光二维扫描清洗系统。包括:（1）基于平-平谐振腔,双声光Q垂直正交放置,单级振荡+一级放大的MOPA结构,实现了900W高峰值功率准连续激光输出;（2）采用一维振镜扫描结合一维平移系统平移搭建了二维激光扫描清洗系统。其次,对二维激光扫描激光清洗系统光斑分布特性进行了研究,得到了二维扫描激光清洗系统光斑分布特性,即Y方向光斑重叠率呈中间高两边低的不均匀分布,发现了该系统导致激光清洗表面质量不均匀的主要原因;最后,建立了二维平面X方向及Y方向脉冲激光重叠率计算方法,并提出了采用单位尺度脉冲数密度方法描述高重频脉冲激光作用于材料表面的计算方法,可用于计算和预测高重频脉冲激光烧蚀气化去除材料过程中的温度变化及烧蚀气化深度。（2）基于CO2激光环状光场研制完成了光纤-端帽间大梯度熔接系统。对光纤-端帽间大梯度熔接过程进行了分析并采用有限元软件对熔接过程温度场变化进行了仿真模拟;基于分析和仿真结果建立了光纤-端帽间大梯度熔接工艺时序图,并实现了光纤端帽间的高质量、大梯度、异形熔接。采用tracepro软件对包层激光模式剥离原理进行了仿真,证明了改变折射率结构及入射角度均可实现包层激光的剥除,并基于表面刻蚀改变包层激光入射角度的方法,实现了光纤在进行激光传输过程中包层残留具有破坏性激光的有效剥除。（3）基于光纤-端帽间大梯度熔接结果,研制完成了具有标准QB接口结构的直接水冷传能光缆。并采用自制具有端帽结构的300μm传能光缆实现了900W,20kHz,100ns高峰值功率准连续激光的稳定传输。（4）基于Fourier热传导方程及能量守恒定律,构建了高斯能量分布脉冲激光作用下,材料温升过程的一维线性激光清洗热传导方程。对基于烧蚀气化机理的脉冲激光清洗过程进行了分析,认为在采用脉冲激光进行材料烧蚀气化去除时,需要部分脉冲激光首先作用于材料表面使材料升温,达到高温烧蚀气化阈值,后续脉冲用于材料烧蚀气化去除。因此,采用脉冲激光进行污染物清洗过程可以分为两个阶段进行描述和分析,简化了激光清洗分析过程。（5）基于高重频百纳秒脉冲激光构建了Q235热轧板表面氧化层高热导率材料清洗工序方案。通过3次低速高功率扫描和1次高速低功率扫描清洗,实现了热轧板表面氧化层最佳清洗结果。该工艺不仅能有效地去除热轧板表面氧化层,还能避免由于热效应导致的新氧化层产生。对高重频百纳秒脉冲激光清洗热轧板表面氧化层进行了理论仿真,仿真结果与实验结果吻合较好,可为采用激光进行热轧板表面氧化层类高热导率高质量、高效烧蚀气化去除提供有效的指导。（6）对高重频百纳秒脉冲激光进行树脂基涂漆低热导率材料烧蚀气化过程进行了模拟仿真,得到了高重频百纳秒脉冲激光作用下树脂基涂漆温升过程及烧蚀气化深度;建立了树脂基涂漆低热导率材料总烧蚀气化去除深度值ptota估算公式ptotal=p0+p(ntotal-n0)。基于总烧蚀气化去除深度值估算公式设计并完成了铝基材表面3层涂漆结构的逐层去除实验,实现了50μm、50μm及80μm厚三层涂漆的逐层定量去除。
虞健[9]（2017）在《用于蓝绿波段激光器选频的多层介质膜光栅设计与制备》文中提出光栅是一种激光器常用的选频元件。一般常见的激光选频光栅为金属光栅,由于金属的本征吸收,此种光栅损伤阈值较低,难以满足高功率激光器需求。介质材料的本征吸收几乎为零,损伤阈值较高,为此提出采用多层介质膜光栅取代金属光栅进行激光选频。本文开展的蓝绿光波段多层介质膜光栅设计和研制工作,对提高基于光栅选频激光器的输出功率具有重要意义。本论文主要研究工作如下:（1）基于严格耦合波理论开展多层介质膜光栅衍射效率计算,给出了衍射效率计算相关公式;（2）编写光栅衍射效率计算机程序,实现对多层介质膜光栅的微结构参数优化设计的功能;（3）研究不同空频和膜层材料下,光栅占空比、槽深和剩余厚度等参数对-1级反射衍射效率的影响。对空频1740line/mm多层介质膜光栅开展深入研究,膜层材料采用HfO2/SiO2,研究匹配层对衍射效率和带宽的影响,分别分析了一层和两层匹配层对衍射效率和带宽的提升。通过引入两层匹配层,可以在450nm-510nm光谱范围内,得到光栅的衍射效率大于97%,带宽60nm的最优解。开展光栅制作工艺容差分析,以453nm-493nm波段各波长的衍射效率大于95%为评价函数,搜索最佳顶层膜层厚度,确定用于制作的多层介质膜各膜层的厚度和光栅槽形参数;（4）开展多层介质膜光栅工艺制作实验研究。首先在光学基板镀制多层介质膜,然后采用全息光刻技术制作光刻胶光栅掩模,最后利用离子束刻蚀技术将光刻胶掩模转移到多层介质膜上,完成1740line/mm层介质膜光栅的制作。实验分别制作了三种不同槽深的光栅,利用超连续激光器来测量光栅的衍射效率。测试结果表明,采用Littrow角入射,光栅槽深为360nm的情况下,453nm-493nm波段范围内,-1级衍射效率均大于93%;在中心波长473nm处,-1级衍射效率大于95%。理论设计得到了实验验证。
付朝丽[10]（2016）在《SiC镜面上HfO2/SiO2和Nb2O5/SiO2高反膜的制备及其抗激光损伤性能研究》文中指出近年来,随着激光技术在可控核聚变、模拟爆炸以及激光武器等方面的飞速发展,大功率、高能量激光系统的设计和实现成为各国研究者们争相追求的重要课题之一,而激光谐振腔中反射元件的反射率和抗激光损伤阈值是决定激光输出功率的关键环节。基于以上应用背景,本论文从镜坯的制备和加工、单层激光薄膜的工艺优化和损伤特性,到多层激光高反膜的设计、制备和激光损伤特性等方面系统地对激光反射镜展开研究。研究结果对超高反射率和激光损伤阈值的实现有一定的指导意义和实际价值。碳化硅（Si C）具备优异的物理化学性能,是各种高性能、特殊环境应用镜片的理想材料,然而作为基底来制备激光高反膜的研究未见有报道。根据课题组前期的研究结果,在抛光的Si C表面镀制内应力很低且致密的“压-张应力”交替叠层厚Si膜,经抛光获得符合要求的光学面,作为本研究的高反镜镜坯。主要存在的问题是Si膜表面的溅射点缺陷,而通过膜料预熔融工艺的优化得以解决,最终可获得质量良好的表面。二氧化铪（Hf O2）具有高折射率、在351 nm至1064 nm范围内吸收较小、良好的热稳定性、化学稳定性和机械特性,尤其与Si O2的交替薄膜表现出较高的激光损伤阈值,广泛应用于高功率激光系统中。采用等离子体辅助电子束蒸发金属铪Hf并充氧反应的方法制备的Hf O2薄膜致密、均匀,而且克服了直接蒸发Hf O2所造成的结瘤缺陷问题。但目前对反应沉积法制备Hf O2薄膜的研究较少,关于沉积机理、微观结构和膜性能内在联系的研究鲜有报道,对Hf O2薄膜激光损伤机理的阐述还不够深入。本论文基于以上考虑,着重对Hf O2单层膜的制备进行了深入探究。首先借助正交优化手段,全面研究了沉积速率、APS离子源偏压和放电电流、沉积温度、以及充氧量和充氧位置等对薄膜残余应力和O/Hf配比的影响,解释了相关机理,然后针对优化薄膜的激光损伤特性进行了分析讨论,并进一步优化LIDT值。结果显示:高的沉积速率（>1.5 nm/s）容易造成膜成分不均匀,化学计量比失配;高的离子源偏压（160 V）利于O/Hf配比的提高,但是造成m（-1 1 1）严重取向和高的残余应力（-1700 MPa）,并引入Ar等杂质原子;沉积温度对薄膜的作用表现在促进粒子反应、晶体结构转变、反蒸发和改善均匀性等;薄膜结晶的存在加速了激光损伤,损伤形貌为几百纳米大小的烧灼坑聚集而成的海绵状结构,而降低离子源功率（90 V）、升高沉积温度（260℃）,可以促进薄膜择优取向由m（-1 1 1）向m（0 0 2）转变,晶粒减小,减少晶界缺陷,提高膜结构的均匀性,最终提高LIDT;薄膜制成后充氧保温处理和采用小功率离子束轰击可促进膜层的再生长,消除缺陷,也利于LIDT值的提高。我们认为控制充氧量和继续降低离子源功率有望获得符合一定致密度的非晶薄膜,这对提高LIDT值是极为有利的。我们在Si C基底上制备了Hf O2/Si O2高反膜,表面平整,膜层结合紧密、均匀,在1064nm处反射率99.4%,激光损伤阈值14.97 J/cm2,损伤形貌为沿着中心烧灼破斑向四周扩散的熔融面。我们发现对Hf O2层进行单独后处理利于LIDT的提高;对Si C基底进行表面改性利于反射率和LIDT的提高;通过内应力模型和Stoney公式,可以分析推算出Si O2层的内应力,结果与实际测试值相吻合,我们认为继续增大充氧量和降低沉积温度有望降低Si O2层的压应力,进而调控整个膜层的内应力。作为对比,我们在Si C基底上制备了Nb2O5/Si O2薄膜,发现采用熔融块体Si O2取代Si O2颗粒作为蒸发源可消除结瘤缺陷,获得质量良好的表面。Nb2O5/Si O2膜采用较少的层数可达到超高反射,但LIDT较低（4.56 J/cm2）,而Hf O2/Si O2膜需要的层数较多,但LIDT值较高,为此我们提出将不同膜系进行堆叠的方式,比如Hf O2/Si O2/Nb2O5/Si O2薄膜,这对我们同时实现超高反射率和高LIDT值具有一定的现实意义。
二、高损伤阈值介质膜层的制备及其研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、高损伤阈值介质膜层的制备及其研究（论文提纲范文）
（1）多波段全介质高反射薄膜的设计与制备（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 多波段光谱性能研究 |
| 1.2.2 高反膜激光防护性能研究 |
| 1.2.3 大口径薄膜应力研究 |
| 1.3 课题的主要工作 |
| 1.3.1 研究的主要内容 |
| 1.3.2 总体的研究思路 |
| 1.4 章节安排 |
| 2 薄膜的制备工艺及性能表征 |
| 2.1 实验设备及方法 |
| 2.2 薄膜制备的基本工艺 |
| 2.3 膜厚监控 |
| 2.3.1 光电极值法 |
| 2.3.2 石英晶振法 |
| 2.4 薄膜性能表征 |
| 2.4.1 光学常数表征 |
| 2.4.2 光谱性能表征 |
| 2.4.3 应力表征 |
| 2.4.4 抗激光损伤性能表征 |
| 2.5 小结 |
| 3 薄膜体系的热应力建模研究 |
| 3.1 双层膜结构热应力建模 |
| 3.2 HfO_2/SiO_2双层膜的热应力分析 |
| 3.2.1 理论计算结果 |
| 3.2.2 实验结果及分析 |
| 3.3 多层膜体系的应力分析 |
| 3.4 小结 |
| 4 单波段激光高反膜的设计与制备 |
| 4.1 单层膜基础实验研究 |
| 4.1.1 膜料优选 |
| 4.1.2 薄膜特性分析 |
| 4.2 500nm～650nm波段高反膜研究 |
| 4.2.1 膜系结构设计 |
| 4.2.2 薄膜制备 |
| 4.2.3 应力特性分析 |
| 4.3 808nm高反膜研究 |
| 4.3.1 膜系设计 |
| 4.3.2 薄膜制备 |
| 4.3.3 应力特性分析 |
| 4.4 1064±40nm波段高反膜研究 |
| 4.4.1 多层膜内的电场强度分布 |
| 4.4.2 基于电场强度优化的膜系设计 |
| 4.4.3 薄膜制备 |
| 4.4.4 应力特性分析 |
| 4.4.5 抗激光损伤性能 |
| 4.5 小结 |
| 5 多波段高反膜的设计与制备 |
| 5.1 基础实验研究 |
| 5.1.1 初始膜系设计 |
| 5.1.2 薄膜制备 |
| 5.1.3 薄膜的应力特性 |
| 5.1.4 抗激光损伤性能 |
| 5.2 Φ220mm样品制备及其性能 |
| 5.2.1 膜系优化 |
| 5.2.2 Φ220mm薄膜样品制备 |
| 5.2.3 抗激光损伤性能 |
| 5.2.4 应力特性分析 |
| 5.3 小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（2）离子束溅射沉积多波长激光薄膜研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究的目的和意义 |
| 1.2 多波长激光薄膜研究进展 |
| 1.2.1 宽带激光腔镜反射薄膜发展现状 |
| 1.2.2 多谱段非线性激光晶体减反薄膜发展现状 |
| 1.3 氧化物薄膜国内外研究进展 |
| 1.3.1 国外研究现状 |
| 1.3.2 国内研究现状 |
| 1.4 多波长激光薄膜研究现状分析 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 第2章 氧化物薄膜光学常数精确表征及相关性研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基于一介声子耦合的介电常数能带方程 |
| 2.2.1 光学常数色散物理模型 |
| 2.2.2 基于能带结构的光学常数物理模型 |
| 2.2.3 基于声子特性的光学常数模型 |
| 2.3 薄膜光学常数反演计算方法 |
| 2.4 光学常数精确表征模型研究及改进 |
| 2.4.1 Ta_2O_5 薄膜材料光学常数表征 |
| 2.4.2 HfO_2 薄膜材料光学常数表征 |
| 2.4.3 Ta_2O_5与HfO_2 薄膜带边特性分析 |
| 2.4.4 薄膜宽波段光学常数表征 |
| 2.5 基于相关性原理的薄膜特性表征方法 |
| 2.5.1 相关性原理 |
| 2.5.2 离子束溅射薄膜特性相关性研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 氧充量对离子束溅射氧化物薄膜特性影响研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 Ta_2O_5 薄膜性能研究 |
| 3.2.1 不同起始材料Ta_2O_5 薄膜的制备 |
| 3.2.2 氧气流量对Ta_2O_5 薄膜光学性能的影响 |
| 3.2.3 氧气流量对Ta_2O_5 薄膜应力特性的影响 |
| 3.3 HfO_2 薄膜性能研究 |
| 3.3.1 不同起始材料HfO_2 薄膜的制备 |
| 3.3.2 氧气流量对HfO_2 薄膜光学特性的影响 |
| 3.3.3 氧气流量对HfO_2 薄膜应力特性的影响 |
| 3.4 SiO_2 薄膜性能研究 |
| 3.4.1 SiO_2 薄膜的制备 |
| 3.4.2 氧气流量对SiO_2 薄膜光学特性的影响 |
| 3.4.3 氧气流量对SiO_2 薄膜微结构特性的影响 |
| 3.4.4 氧气流量对SiO_2 薄膜的应力特性的影响 |
| 3.5 Al_2O_3 薄膜性能研究 |
| 3.5.1 Al_2O_3 薄膜的制备 |
| 3.5.2 氧气流量对Al_2O_3 薄膜光学和能带特性的影响 |
| 3.5.3 氧气流量对Al_2O_3 薄膜应力特性的影响 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 离子束溅射氧化物薄膜后处理研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 后处理方法研究 |
| 4.2.1 退火后处理方法 |
| 4.2.2 热等静压后处理方法 |
| 4.3 退火对Ta_2O_5 薄膜性能影响研究 |
| 4.3.1 退火对Ta_2O_5 薄膜光学常数的影响 |
| 4.3.2 退火对Ta_2O_5 薄膜能带特性的影响 |
| 4.3.3 退火对Ta_2O_5 薄膜微结构特性的影响 |
| 4.3.4 退火对Ta_2O_5 薄膜力学特性的影响 |
| 4.4 退火对TiO_2 薄膜性能影响研究 |
| 4.4.1 退火对TiO_2 薄膜光学常数的影响 |
| 4.4.2 退火对TiO_2 薄膜应力特性的影响 |
| 4.4.3 退火对TiO_2 薄膜微结构特性的影响 |
| 4.5 热等静压和退火后处理方法对比研究 |
| 4.5.1 热等静压和退火对Ta_2O_5 薄膜特性的影响 |
| 4.5.2 热等静压和退火对HfO_2 薄膜特性的影响 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 超宽带高反射薄膜设计与制备研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 宽带反射镜面形和吸收调控设计 |
| 5.2.1 低面形畸变宽带反射镜设计方法 |
| 5.2.2 基于吸收损耗控制的超宽带高反射薄膜设计 |
| 5.3 低面形畸变宽带反射镜制备实验 |
| 5.3.1 多层膜制备及光学性能测试 |
| 5.3.2 面形精度测试 |
| 5.4 超宽带反射镜的制备及性能测试 |
| 5.4.1 超宽带反射镜薄膜的设计 |
| 5.4.2 超宽带反射镜薄膜的制备及后处理 |
| 5.4.3 超宽带反射镜薄膜光谱测试 |
| 5.4.4 超宽带反射镜薄膜吸收损耗测试 |
| 5.4.5 超宽带反射镜薄膜面形精度测试 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 多谱段晶体减反射薄膜设计与制备研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 磷锗锌晶体特性 |
| 6.3 激光损伤的抑制 |
| 6.3.1 激光作用下温度场分布计算 |
| 6.3.2 高抗激光损伤减反射薄膜设计 |
| 6.4 ZGP晶体减反射薄膜制备 |
| 6.4.1 ZGP晶体表面处理 |
| 6.4.2 多谱段减反射薄膜制备 |
| 6.5 ZGP晶体减反膜测试 |
| 6.5.1 ZGP晶体镀膜光谱性能测试 |
| 6.5.2 ZGP晶体镀膜元件损伤测试 |
| 6.6 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其它成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（3）1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 激光高反膜的研究现状 |
| 1.2.1 提高激光薄膜激光损伤阈值的方法 |
| 1.2.2 薄膜残余应力研究进展 |
| 1.2.3 薄膜应力仿真分析 |
| 1.2.4 薄膜残余应力控制 |
| 1.3 本文的主要研究内容 |
| 1.3.1 主要研究内容 |
| 1.3.2 研究技术路线 |
| 2 薄膜制备与性能表征 |
| 2.1 光学薄膜制备 |
| 2.1.1 热蒸发沉积 |
| 2.1.2 离子束辅助沉积 |
| 2.2 光谱性能表征 |
| 2.3 抗激光性能表征 |
| 2.4 薄膜应力表征 |
| 3 高反膜的设计与优化 |
| 3.1 膜系设计理论 |
| 3.1.1 单层介质膜 |
| 3.1.2 多层介质膜 |
| 3.1.3 多层介质高反膜 |
| 3.2 薄膜材料的选择 |
| 3.3 激光高反膜的设计 |
| 3.3.1 膜料对高反膜特性的影响 |
| 3.3.2 膜系对高反膜特性的影响 |
| 3.4 小结 |
| 4 膜-基体系应力建模及仿真 |
| 4.1 膜-基结构应力理论 |
| 4.1.1 膜-基结构的热应力 |
| 4.1.2 薄膜的本征应力 |
| 4.2 热应力的分布及其对元件面形的影响 |
| 4.3 残余应力的分布及其对元件面形的影响 |
| 4.4 高反膜残余应力对元件面形影响仿真 |
| 4.5 小结 |
| 5 1064nm高能激光反射膜的制备及性能 |
| 5.1 薄膜制备工艺 |
| 5.2 单层膜的光学常数和应力分析 |
| 5.3 高反膜光学特性及应力分析 |
| 5.3.1 基底面形对高反膜面形影响 |
| 5.3.2 膜料和膜系对高反膜面形影响 |
| 5.4 离子束辅助沉积高反膜 |
| 5.5 小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）金属氧化物薄膜晶体管的激光退火（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 激光退火对薄膜的作用 |
| 2.1 激光波长 |
| 2.2 激光能量密度 |
| 2.3 激光功率 |
| 2.4 脉冲宽度 |
| 2.5 重复频率 |
| 2.6 退火气氛 |
| 3 激光退火对MOTFT的作用 |
| 3.1 表面形貌改善对TFT性能影响 |
| 3.2 化学成分变化对TFT性能影响 |
| 3.3 晶格结构改善对TFT性能影响 |
| 4 结论 |
（5）金属氧化物半导体薄膜及晶体管的激光退火研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 金属氧化物半导体薄膜激光退火的研究现状 |
| 1.3 激光对金属氧化物半导体薄膜作用的影响因素 |
| 1.3.1 激光波长与材料带隙 |
| 1.3.2 激光能量密度 |
| 1.3.3 脉冲宽度 |
| 1.3.4 重复频率 |
| 1.3.5 退火气氛 |
| 1.3.6 材料热导率 |
| 1.4 激光器与激光退火方式 |
| 1.4.1 退火用激光器 |
| 1.4.2 激光退火方式 |
| 1.5 MOTFT的结构与原理 |
| 1.6 MOTFT的性能参数 |
| 1.6.1 迁移率 |
| 1.6.2 阈值电压 |
| 1.6.3 开启电压 |
| 1.6.4 电流开关比 |
| 1.6.5 亚阈值摆幅 |
| 1.7 本论文研究意义与目的 |
| 第二章 制备技术与表征方法 |
| 2.1 制备技术 |
| 2.1.1 磁控溅射 |
| 2.1.2 固体激光退火 |
| 2.1.3 准分子激光退火 |
| 2.2 表征方法 |
| 2.2.1 薄膜密度表征 |
| 2.2.2 薄膜物相结构表征 |
| 2.2.3 薄膜光学性能表征 |
| 2.2.4 薄膜化学成分表征 |
| 2.2.5 器件电学性能表征 |
| 第三章 掺硅氧化锡薄膜及TFT的激光退火研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 制备工艺 |
| 3.2.1 沉积工艺 |
| 3.2.2 固体激光退火工艺 |
| 3.2.3 固体激光退火工艺参数优化 |
| 3.3 STO薄膜355nm固体激光退火的研究 |
| 3.3.1 激光对薄膜密度的影响 |
| 3.3.2 激光对薄膜物相的影响 |
| 3.3.3 激光对薄膜光学性能的影响 |
| 3.3.4 激光对薄膜化学成分的影响 |
| 3.4 STO薄膜266nm固体激光退火的研究 |
| 3.4.1 激光对薄膜密度的影响 |
| 3.4.2 激光对薄膜物相和光学性能的影响 |
| 3.4.3 激光对薄膜化学成分的影响 |
| 3.5 355nm和266nm激光退火STO薄膜的机理分析 |
| 3.6 STO-TFT器件激光退火的研究 |
| 3.6.1 355nm激光退火对STO-TFT的性能影响 |
| 3.6.2 266nm激光退火对STO-TFT的性能影响 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 准分子激光退火平台及退火研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 准分子激光退火平台的设计与搭建 |
| 4.3 制备工艺 |
| 4.3.1 IGZO和 PrIZO薄膜沉积工艺 |
| 4.3.2 248nm准分子激光退火工艺 |
| 4.4 248nm准分子激光退火的研究 |
| 4.4.1 激光退火对薄膜物相的影响 |
| 4.4.2 激光退火对薄膜光学性能的影响 |
| 4.4.3 激光退火对薄膜化学成分的影响 |
| 4.5 248nm准分子激光退火机理分析 |
| 4.6 激光退火对PrIZO-TFT的影响 |
| 4.6.1 激光退火对PrIZO-TFT电学性能的影响 |
| 4.6.2 激光退火对PrIZO-TFT沟道化学成分的影响 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 致谢 |
| 附件 |
（6）渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 宽带减反膜的研究现状 |
| 1.2.2 薄膜激光损伤特性的研究现状 |
| 1.3 本文研究的主要内容和章节安排 |
| 2 研究方案 |
| 2.1 研究方案及技术路线 |
| 2.2 PECVD技术制备光学薄膜的可行性分析 |
| 2.2.1 光学薄膜的制备方法 |
| 2.2.2 薄膜光学特性的检测方法 |
| 2.2.3 薄膜激光损伤阈值的测试方法 |
| 2.3 可行性实验 |
| 2.3.1 PECVD工艺稳定性实验 |
| 2.3.2 PECVD制备渐变折射率薄膜实验 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 膜系设计 |
| 3.1 设计指标 |
| 3.2 折射率的选取 |
| 3.3 渐变膜系减反膜设计理论 |
| 3.3.1 光在均匀介质中的传播 |
| 3.3.2 光在非均匀介质中的传播 |
| 3.4 渐变膜系减反膜设计方案 |
| 3.4.1 G/H_1→H/L/A膜系 |
| 3.4.2 G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A膜系 |
| 3.4.3 G/L_1/L/H_3→H/L_1/A膜系 |
| 3.5 渐变膜系减反膜的透射光谱及电场强度研究 |
| 3.5.1 光学多层膜内的电场强度分布 |
| 3.5.2 不同梯度化减反膜的透射光谱及电场强度研究 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 PECVD制备渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.1 梯度渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.1.1 镀制工艺流程 |
| 4.1.2单层膜工艺实验 |
| 4.1.3 梯度法制备G/H_1→H/L/A的工艺研究 |
| 4.1.4 梯度法制备G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A的工艺研究 |
| 4.1.5 梯度法制备G/L_1/L/H_3→H/L_1/A的工艺研究 |
| 4.2 坡度渐变膜系减反膜工艺技术研究 |
| 4.2.1 镀制工艺流程 |
| 4.2.2 坡度法制备G/H_1→H/L/A的工艺研究 |
| 4.2.3 坡度法制备G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A的工艺研究 |
| 4.2.4 坡度法制备G/L_1/L/H_3→H/L_1/A的工艺研究 |
| 4.3 本章小结 |
| 5 PECVD制备渐变膜系减反膜的损伤特性研究 |
| 5.1 G/H_1→H/L/A薄膜损伤特性 |
| 5.2 G/0.48H_2/L_1→H/1.31L_1/A薄膜损伤特性 |
| 5.3 G/L_1/L/H_3→H/L_1/A薄膜损伤特性 |
| 5.4 不同渐变膜系与激光损伤特性之间的关系 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（7）表面集成微光学元件垂直腔面发射激光器研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 垂直腔面发射激光器(verticalcavitysurfaceemittinglaserVCSEL)简介 |
| 1.1.1 垂直腔面发射激光器(VCSEL)基本结构 |
| 1.1.2 VCSEL的基本分类 |
| 1.1.3 VCSEL的发展历史简介 |
| 1.2 表面集成微透镜VCSEL研究背景 |
| 1.3 本论文的研究工作 |
| 第二章 微光学元件集成垂直腔面发射激光器基本原理 |
| 2.1 垂直腔面发射激光器基本结构叙述 |
| 2.2 VCSEL特性 |
| 2.2.1 阈值特性(Thresholdcurrent) |
| 2.2.2 阈值增益 |
| 2.2.3 VCSEL输出功率与转换效率 |
| 2.2.4 DBR反射镜设计 |
| 2.2.5 VCSEL模式特性 |
| 2.2.6 光束质量因子M~2 |
| 2.3 本章小结 |
| 第三章 微透镜集成垂直腔面发射激光器制备工艺研究 |
| 3.1 微透镜制备技术简介 |
| 3.1.1 热回流/光刻胶熔融法制备微透镜 |
| 3.1.2 ICP/RIE刻蚀图形转移法制备微透镜 |
| 3.1.3 激光直写微透镜制备技术 |
| 3.1.4 PECVD/磁控溅射沉积制备技术 |
| 3.2 扩散限制湿法化学刻蚀法 |
| 3.2.1 本论文中微透镜制备方案 |
| 3.2.2 微透镜表面形貌测试与分析 |
| 3.3 微透镜集成顶发射VCSEL激光器制备工艺流程 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 微透镜集成垂直腔面发射激光器测试与分析 |
| 4.1 FDTD顶发射微透镜集成VCSEL模拟分析 |
| 4.2 微透镜集成VCSEL器件的P-I-V特性曲线 |
| 4.3 微透镜集成VCSEL器件的光谱特性分析 |
| 4.4 微透镜集成VCSEL器件的远场发散角分析 |
| 4.5 微透镜集成VCSEL器件的光束质量因子分析 |
| 4.6 本章小结 |
| 第五章 高对比度光栅集成多角度光束控制垂直腔面发射激光器. |
| 5.1 光束操纵方法介绍 |
| 5.2 非周期性HCG集成多角度控制VCSEL阵列模型 |
| 5.2.1 多角度非周期性高对比度光栅设计 |
| 5.3 非周期性HCG集成多角度控制VCSEL偏转角度 |
| 5.4 非周期性HCG集成多角度控制VCSEL偏振分析 |
| 5.5 非周期性HCG集成多角度控制VCSEL波长分析 |
| 5.6 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）高峰值功率准连续激光清洗工艺及光纤传输关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究进展 |
| 1.2.1 激光清洗工艺研究进展 |
| 1.2.2 高功率传能光缆技术研究现状 |
| 1.3 本论文研究内容 |
| 第2章 实验设备与方法 |
| 2.1 清洗光源搭建与分析 |
| 2.2 激光清洗系统搭建与分析 |
| 2.2.1 激光清洗系统搭建 |
| 2.2.2 激光清洗系统光斑重叠率计算与分析 |
| 2.3 实验与测试设备 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 光纤-端帽间大梯度熔接设备研制 |
| 3.1 基于CO_2环状光场的光纤-端帽熔接装置研制 |
| 3.2 光纤.端帽间大梯度熔接工艺研究 |
| 3.2.1 光纤-端帽间大梯度熔接过程分析 |
| 3.2.2 光纤.端帽间梯度熔接工艺研究 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 基于光纤-端帽间大梯度熔接的传能光缆封装与测试 |
| 4.1 激光-光纤空间耦合理论研究 |
| 4.2 传能光缆封装 |
| 4.2.1 光纤保护铠甲及接口的设计 |
| 4.2.2 传能光缆传输清洗用高功率脉冲激光测试 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 高重频脉冲激光材料去除理论研究 |
| 5.1 脉冲激光作用下材料烧蚀气化热传导模型 |
| 5.2 高重频脉冲激光作用下材料烧蚀气化过程分析 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 热轧板氧化层烧蚀气化去除研究 |
| 6.1 热轧板氧化层去除样品分析 |
| 6.2 热轧板氧化层去除工艺研究 |
| 6.2.1 激光去除热轧板氧化层工艺方案 |
| 6.2.2 激光去除热轧板氧化层工艺过程数值仿真 |
| 6.3 热轧板氧化层去除实验结果及分析 |
| 6.3.1 氧化层烧蚀气化去除结果分析 |
| 6.3.2 激光清洗后基材表面氧残留分析 |
| 6.3.3 激光去除热轧板表面养护层后基材表面质量分析 |
| 6.4 本章小结 |
| 第7章 铝基材表面涂漆去除研究 |
| 7.1 铝基材表面多层涂漆样品制备与分析 |
| 7.2 铝基材表面多层涂漆去除工艺研究 |
| 7.2.1 基于高重频脉冲激光的涂漆去除工艺模拟 |
| 7.2.2 涂漆逐层去除工艺方案及参数确定 |
| 7.3 铝基材表面多层涂漆去除实验结果分析 |
| 7.4 本章小结 |
| 第8章 全文总结与展望 |
| 8.1 论文的主要内容及结论 |
| 8.2 论文主要创新点 |
| 8.3 未来工作展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（9）用于蓝绿波段激光器选频的多层介质膜光栅设计与制备（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光栅激光选频 |
| 1.2 蓝绿波段激光器 |
| 1.3 多层介质膜光栅的研究进展 |
| 1.4 本论文的主要工作内容 |
| 第二章 多层介质膜光栅的严格耦合波理论 |
| 2.1 光栅的衍射理论 |
| 2.2 多层介质膜光栅的衍射效率计算 |
| 2.3 基于RCWA的多层介质膜光栅衍射效率程序验证 |
| 本章小结 |
| 第三章 蓝绿激光选频多层介质膜光栅的设计与分析 |
| 3.1 多层介质膜光栅的设计思路 |
| 3.1.1 不同空频下高反多层介质膜系的设计 |
| 3.1.2 不同空频下光栅槽形的优化 |
| 3.1.3 3875line/mm多层介质膜光栅的优化结果 |
| 3.2 1740line/mm多层介质膜光栅的设计与优化 |
| 3.2.1 不同膜层材料下的优化 |
| 3.2.2 引入匹配层提高光栅的衍射效率和带宽 |
| 3.2.3 介质膜系的结构优化 |
| 3.2.4 不同顶层厚度下工艺容差分析 |
| 3.3 多层介质膜光栅的设计总结 |
| 第四章 蓝绿波段激光选频多层介质膜光栅的制备 |
| 4.1 光刻胶掩模的实验制备 |
| 4.2 光刻胶掩模光栅的实验结果分析 |
| 4.3 离子束刻蚀实验 |
| 4.4 光栅的效率测试和误差分析 |
| 本章小结 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 本论文工作总结 |
| 5.2 工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（10）SiC镜面上HfO2/SiO2和Nb2O5/SiO2高反膜的制备及其抗激光损伤性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 课题来源 |
| 1.2 课题研究背景及意义 |
| 1.2.1 激光反射镜的应用背景 |
| 1.2.2 Si C反射镜基材特性及研究背景 |
| 1.2.3 光学高反膜的概述和国内外研究进展 |
| 1.2.4 Hf O_2和Hf O_2/Si O_2薄膜的研究发展现状 |
| 1.3 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 相关理论 |
| 2.1 薄膜沉积技术 |
| 2.2 Si C表面Si改性层的设计原理 |
| 2.3 高反膜系理论设计基础 |
| 2.3.1 麦克斯韦方程组及波动方程 |
| 2.3.2 单层介质薄膜 |
| 2.3.3 多层介质薄膜 |
| 2.4 薄膜的激光损伤性能研究 |
| 2.4.1 激光损伤机制 |
| 2.4.2 激光损伤特点 |
| 2.4.3 抗激光损伤性能的提高 |
| 2.4.4 激光损伤阈值测试方法 |
| 2.4.5 激光损伤判断 |
| 第三章 实验方法及性能表征 |
| 3.1 实验方法 |
| 3.1.1 Si C镜坯的制备、加工和清洁 |
| 3.1.2 薄膜沉积方法 |
| 3.1.2.1 Si C表面Si改性层的制备 |
| 3.1.2.2 Hf O_2和Hf O_2/Si O_2膜的研究方法 |
| 3.2 性能表征 |
| 3.2.1 薄膜成分分析 |
| 3.2.2 薄膜光学特性分析 |
| 3.2.3 薄膜表面组织形貌和微观结构分析 |
| 3.2.4 薄膜残余应力分析 |
| 3.2.5 薄膜激光损伤研究 |
| 第四章 Hf O_2单层激光薄膜的研究结果 |
| 4.1 Hf O_2薄膜化学配比及残余应力的调控优化 |
| 4.1.1 Hf O_2薄膜的表面质量和结合情况 |
| 4.1.2 Hf O_2薄膜化学配比的调控 |
| 4.1.3 Hf O_2薄膜残余应力的调控 |
| 4.1.4 Hf O_2薄膜的优化结果 |
| 4.1.5 小结 |
| 4.2 Hf O_2薄膜的激光损伤特征研究 |
| 4.2.1 Hf O_2优化薄膜的激光损伤阈值 |
| 4.2.2 Hf O_2薄膜的激光损伤特性分析 |
| 4.3 离子源偏压对Hf O_2薄膜微观结构及LIDT的影响 |
| 4.3.1 Hf O_2薄膜的组分分析 |
| 4.3.2 Hf O_2薄膜的光学特性分析 |
| 4.3.3 Hf O_2薄膜的残余应力分析 |
| 4.3.4 离子源偏压对Hf O_2薄膜微观结构的影响 |
| 4.3.5 不同偏压下Hf O_2薄膜的激光损伤阈值 |
| 4.4 Hf O_2薄膜抗激光损伤性能LIDT的进一步优化 |
| 4.4.1 Hf O_2薄膜的XRD图 |
| 4.4.2 Hf O_2薄膜的表面组织形貌图 |
| 4.5 本章小结 |
| 第五章 Si C镜面上多层激光高反膜的制备 |
| 5.1 Hf O_2/Si O_2激光高反膜的制备 |
| 5.1.1 Hf O_2/Si O_2膜的结合情况 |
| 5.1.2 Hf O_2/Si O_2膜的内应力解构分析 |
| 5.1.3 Hf O_2/Si O_2膜的表面质量 |
| 5.1.4 Hf O_2/Si O_2膜的微观结构 |
| 5.1.5 Hf O_2/Si O_2膜的光学特性 |
| 5.1.6 Hf O_2/Si O_2膜的激光损伤特性 |
| 5.2 Nb_2O_5/Si O_2激光高反膜的制备 |
| 5.2.1 Nb_2O_5/Si O_2薄膜的表面质量 |
| 5.2.2 Nb_2O_5/Si O_2薄膜的光学特性 |
| 5.2.3 Nb_2O_5/Si O_2薄膜的激光损伤特性 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文 |
| 致谢 |
四、高损伤阈值介质膜层的制备及其研究（论文参考文献）
- [1]多波段全介质高反射薄膜的设计与制备[D]. 师云云. 西安工业大学, 2021
- [2]离子束溅射沉积多波长激光薄膜研究[D]. 王利栓. 哈尔滨工业大学, 2021
- [3]1064nm高能激光反射膜的制备及其形变分析[D]. 李阳. 西安工业大学, 2021
- [4]金属氧化物薄膜晶体管的激光退火[J]. 宁洪龙,邓宇熹,黄健朗,罗子龙,胡润东,刘贤哲,王一平,邱天,姚日晖,彭俊彪. 液晶与显示, 2020(12)
- [5]金属氧化物半导体薄膜及晶体管的激光退火研究[D]. 邓宇熹. 华南理工大学, 2020(02)
- [6]渐变膜系减反膜激光损伤阈值变化规律研究[D]. 王燕. 西安工业大学, 2019(03)
- [7]表面集成微光学元件垂直腔面发射激光器研究[D]. 黄佑文. 中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所), 2018(10)
- [8]高峰值功率准连续激光清洗工艺及光纤传输关键技术研究[D]. 张志研. 中国科学院大学(中国科学院光电技术研究所), 2018(08)
- [9]用于蓝绿波段激光器选频的多层介质膜光栅设计与制备[D]. 虞健. 苏州大学, 2017(04)
- [10]SiC镜面上HfO2/SiO2和Nb2O5/SiO2高反膜的制备及其抗激光损伤性能研究[D]. 付朝丽. 上海大学, 2016(02)