【正文】 實(shí)驗(yàn)結(jié)果說明，離子輔助電子束雙源共蒸法是一種可行的制備特定折射率薄膜材料的有效方法。圖 ４ 所示為應(yīng)用均勻性擋板技術(shù)前后相關(guān)薄膜的膜厚均勻性分布曲線。 首先保持ＺｒＯ２的蒸發(fā)速率為０ .２ ｎｍ／ｓ 不變，逐漸增加ＳｉＯ２的蒸發(fā)速率，得到不同速率比條件下的摻雜材料。雙源共蒸法雖然對(duì)設(shè)備（如蒸發(fā)系統(tǒng)和膜厚控制系統(tǒng)等）要求較高，但很容易通過控制兩種材料的蒸發(fā)速率實(shí)現(xiàn)控制兩種材料的摻雜比例，從而得到理想折射率的摻雜薄膜材料。 這種方法的不足是有些材料不易直接混合成塊體材料；混合材料的蒸發(fā)特性可能不好；摻雜材料薄膜的成分比例與材質(zhì)材料塊體的成分比例不一定相同；不易實(shí)現(xiàn)任意配比的摻雜材料薄 膜等。 公式表明反射帶寬只與兩種材料折射率 n 有關(guān)， n 相差越大，反射帶寬越寬。 本文借鑒摻雜材料制備方法，利用離子束輔 助電子束雙源共蒸工藝制備了特定折射率材料激 光防護(hù)膜，利用膜厚均勻性檔板技術(shù)提高了薄膜的膜厚均勻性，薄膜性能測(cè)試結(jié)果與理論優(yōu)化結(jié)果相符。 即使找到折射率接近的某種材料，也有可能因?yàn)樵摬牧系钠渌阅埽ㄈ缦庀禂?shù)、透明區(qū)等）不好而無法使用。氟化物材料帶寬大、吸收系數(shù)小 , 是真空紫外波段中 190nm 以下波段的首選介質(zhì)材料 , 但氟化物材料對(duì)同步輻射和 CH 污染都比較敏感 , 為此需要外鍍保護(hù)層。德國(guó)夫瑯和費(fèi)研究所和意大利的 M. Trovo 等合作對(duì) VUV 膜進(jìn)行了系列研究 , 得出了很多有意義的成果。近年來，磁控濺射技術(shù)的應(yīng)用日趨廣泛，在工業(yè)生產(chǎn)和科學(xué)研究領(lǐng)域發(fā)揮巨大作用。但是，隨著蒸發(fā)鍍膜機(jī)性能的不斷提高，結(jié)構(gòu)亦愈復(fù)雜，目前需要控制的工作參數(shù)已經(jīng)超過30 個(gè)。干式制備法（含真空鍍膜：蒸發(fā)鍍，磁控濺鍍， 離子 鍍等）一般用于物理光學(xué)薄膜的制備，濕式制備法（含涂布法， 流延法，熱塑法等）一般用于幾何光學(xué)薄膜的制備。 (3)干涉濾光片 干涉濾光片是種類最多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜的一類光學(xué)薄膜。這是因?yàn)椋褐苽鋾r(shí)，薄膜的光學(xué)性質(zhì)和物理性質(zhì)偏離大塊材料，其表面和界面是粗糙的，從而導(dǎo)致光束的漫散射；膜層之間的相互滲透形成擴(kuò)散界面；由于膜層的生長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)、應(yīng)力等原因，形成了薄膜的 各向異性 ；膜層具有復(fù)雜的時(shí)間效應(yīng)。 Laser protective film。 1 武 漢 職 業(yè) 技 術(shù) 學(xué) 院 畢 業(yè) 論 文 薄膜制造技術(shù)與工藝的研究 學(xué)院 :電子信息工程學(xué)院 專業(yè)：光電子技術(shù) 班級(jí) : 12302 姓名 : 黃健林 學(xué)號(hào)： 12021035 指導(dǎo)老師 :陳書劍 2021 年 11 月 17 日 2 摘要： 根據(jù)太陽電池陣激光防護(hù)膜性能優(yōu)化的需要，應(yīng)用離子輔助電子束雙源共蒸工藝方法制備了優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的特定折射率的薄膜材料并用于制備激光防護(hù)膜。 The refractive index. Doping。 分類 （ 1） 反射膜 反射膜為在流延法制造時(shí)，在 PET 樹脂 中摻雜 HR 高分子光學(xué)劑及 增塑劑 ，以達(dá)到遮光和高反射效果之膜片，由于在膜片的中間層具有一定的吸收光線，而降低了反射效果。它的主要功能是分割 光譜 帶。 應(yīng)用 光學(xué)薄膜的應(yīng)用無處不在，從眼鏡鍍膜到手機(jī)，電腦，電視的液晶顯示再到LED 照明等等，它充斥著生活的方方面面，并使人們的生活更加豐富多彩。并且隨著真空室狀態(tài)的變化，還需要適當(dāng)修正一些參數(shù)，因此使過程十分復(fù)雜，成為各種故障的潛在因素，生產(chǎn)中已經(jīng)感 到不便。隨著對(duì)具有各種新型功能的薄膜需求的增加，相應(yīng)的磁控濺射技術(shù)也獲得進(jìn)一步的發(fā)展 。 對(duì)于真空紫外薄膜 , 全面考慮其光學(xué)性質(zhì)、機(jī)械性能及化學(xué)穩(wěn)定性 , 比較適用的材料并不多 , 主要包括金屬材料和介質(zhì)材料 , 金屬材料中最有潛力的是鋁 , 介質(zhì)材料主要包括氧化物材料和氟化物材料。研究表明 ,SiO2 能起到最好的保護(hù)效果。 應(yīng)用等效折射率的方法，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)某種特定折射率材料的等效替換，但這種方法會(huì)大大增加薄膜的層數(shù)，尤其是對(duì)于膜層較多的設(shè)計(jì)方案來說，會(huì)使膜系設(shè)計(jì)和優(yōu)化更加復(fù)雜，而且可能會(huì)增加制備工藝的難度［１ ２］ 。 2. 特定折射率材料的需求 在光學(xué)薄膜設(shè)計(jì)過程中，為了得到最佳的設(shè)計(jì)結(jié)果，往往需要用到某種特定折射率的材料。 本方案中截止帶寬與之相仿，由于ＺｒＯ２ （ n ＝２ .０５）和ＳｉＯ２ （ n ＝１ .４６）兩種材料折射率相差較大，因此截止帶較寬。 3． 2 雙源共蒸法 在單源混蒸法的基礎(chǔ)上，本文開發(fā)了利用雙源共蒸法制備特定折射率材料薄膜的方法。 因此，借 助雙源共蒸法可以實(shí)現(xiàn)對(duì)該太陽電池陣激光防護(hù)膜性能的進(jìn)一步優(yōu)化。 表１ 為測(cè)得的各種速率比情況下制備的摻雜材料的折射率值。 其中曲線１、２ 分別為 無均勻性擋板情況下 ＺｒＯ２單層膜與 ＳｉＯ２和 ＺｒＯ２摻雜薄膜的膜厚均勻性分布，可以看出其膜厚不均勻性接近 １０％。由于時(shí)間有限，在摻雜材料性能方面的測(cè)試還不知，例如該方法是否對(duì)任意兩種材料的摻雜都適用，以及摻雜材料的穩(wěn)定性等還有待進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)和測(cè)試去驗(yàn)證探究。 ５ 結(jié) 論 本文借鑒摻雜材料的制備思想，應(yīng)用離子輔助電子束雙源共蒸的工藝方法和膜厚均勻性擋 板技術(shù)，在較大面積上成功制備出了折射率 n ＝１ .７５ 的薄膜材料，并用于太陽電池陣激光防護(hù)膜的優(yōu)化設(shè)計(jì)和制備，得到了較好的性能優(yōu)化效果。 從曲線中可以看出在５３２ ｎｍ 處的反射帶寬縮減２５ ｎｍ，太陽輻射能透過率提高 ６％以上，與優(yōu)化方案的設(shè)計(jì)結(jié)果基本相符，已達(dá)到了預(yù)期的激光防護(hù)膜性能優(yōu)化目的。 ４ 結(jié)果與討論 為了制備出介于 ＳｉＯ２與 ＺｒＯ２兩種材料之間的中間折射率材料，精心設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)方案。 為了得 到較高質(zhì)量的摻雜薄膜材料，還引入了離子輔助沉積手 12 段，在蒸發(fā)膜料的同時(shí)，利用射頻離子源進(jìn)行輔助沉積，它可以使兩種材料摻雜得更加均勻，膜層更加致密，從而提高成膜質(zhì)量。 以往摻雜材料的制備主要是采用單源混蒸法，即把要摻雜的兩種材料進(jìn)行物理混合，制成均勻的塊體材料，用一個(gè)蒸發(fā)源蒸發(fā)制備出摻雜材料薄膜。經(jīng)典薄膜理論中，多層介質(zhì)反射膜的反射帶寬計(jì)算公式為： 式中： nＨ和 nＬ分別為兩種材料的折射率。 該方法在光學(xué)鍍膜領(lǐng)域方面用的較少，主要用于梯度折射率材料的制備，但基本上停留在理論探索層面，很少有實(shí)際工程上的應(yīng)用［７ １７］ 。 但自然界中可直接利用 的材料是有限的，往往找不到優(yōu)化設(shè)計(jì)所需的最佳的特定折射率材料。在真空紫外波段 , 所用的氧化物材料主要是 Al2O3 和 SiO2。 近年來 , 100~200nm 激光在許多以未來 為導(dǎo)向的領(lǐng)域內(nèi)迅速發(fā)展 , 尤其是同步輻射在世界領(lǐng)域所取得的突破性進(jìn)展 , 大大促進(jìn)和帶動(dòng)了真空紫外波段薄膜材料的研究。在一定范圍內(nèi)，蒸發(fā)鍍膜將會(huì)逐步為磁控濺射鍍膜所替代。高性能的電子槍、離子輔助鍍膜、低壓反應(yīng)離子鍍膜、高精