摘要：利用飞秒激光和纳秒激光分别在氧气氛环境和高真空环境中烧蚀石墨靶材,在硅基底上获得了两种不同的类金刚石膜,通过红外透过曲线的拟合,获得了各自的光学参数;进而设计和制备了不同厚度组合的双层结构类金刚石膜硅基底样品:飞秒激光在氧气氛环境中制备的类金刚石膜具有低折射率、高透过性的特点,所以将其作为双层膜的内层,发挥其红外增透效能;纳秒激光在高真空环境中制备的类金刚石膜具有高硬度、耐蚀性的特点,所以将其作为双层膜的外表层,发挥其抗划、耐蚀的功能。实验测试表明:随着外表保护层厚度的增加,样品的中红外平均透过率逐渐下降0.5%～3%,表面硬度提高7.2～24.7 GPa。碱溶液浸泡试验表明,外表保护层能够承受碱溶液腐蚀,但过薄的保护层不能阻止溶液向膜层内部的渗透,从而使得不具有耐蚀性的红外增透层被腐蚀。研究结果为不同应用目的的双层膜或多层膜结构的设计与制备提供了实验基础。

摘要：提出了双激光沉积掺杂薄膜技术,利用准分子纳秒激光和飞秒激光分别烧蚀石墨和锗靶材,保持准分子纳秒激光的参数不变,而将飞秒激光的脉冲频率逐次由0提高至500 Hz,在硅基底上获得锗含量逐次增大的掺杂类金刚石膜。实验结果表明:随着锗掺杂量的提高,锗掺杂类金刚石膜的折射率略微增大,消光系数增大7.3倍;表面硬度呈近似的线性降低,降低幅度约为41.3%;内应力呈非线性减小并在某值趋于稳定,降低幅度约为78.1%。牢固度实验结果表明,锗掺杂量的提高可以增强类金刚石膜在基底上的附着性能,但不利于其对溶液的耐腐蚀性。研究结果为不同应用目的的掺杂类金刚石膜及其复合膜层的设计提供了实验基础,且研究方法具有很强的可扩展性,不仅仅限于实验所限薄膜范围。

摘要：针对激光等离子体的边缘粒子对激光沉积类金刚石膜性能的不利影响,改进自转衬底一维变速平移技术的大面积均匀镀膜机构。利用开孔的挡板滤除等离子体边缘的粒子,同时在原有膜厚分布数学模型中加入相应的模块;通过优化模型中的机构运动参数,指导实验获得了直径200 mm的大面积均匀类金刚石膜。测试结果表明:该类金刚石膜的不均匀性为±4.5%,且膜厚分布特征与理论优化结果相同,同时纳米硬度和红外透过率较改进前显著提高;相对于改进前的大面积均匀镀膜技术,改进后的机构具有更实际的应用价值。

摘要：提升类金刚石(Diamond-Like Carbon,DLC)膜在被保护基底上的附着能力具有明显的实际应用价值。从微观机理上分析了前期设计的Cu基多层DLC膜有效性的原因。在此基础上,研究了DLC/SiC循环层中两者厚度比例对膜层的附着性能、纳米硬度和耐磨性的影响,以优化结构、进一步提升实际应用所需的膜层性能。纳米划痕和压痕测试结果表明:随着DLC层与SiC层厚度比例的增大,多层DLC膜在Cu基上附着性能逐渐降低,但当厚度比小于2.3时,仍接近厚度400 nm的单层DLC膜在Si基上的附着性能;Cu基多听语音聊科研与作者互动层DLC膜的纳米硬度逐渐提高,同时,耐磨性接近纯DLC膜。

摘要：由于激光烧蚀靶材形成的等离子体羽辉呈高斯分布,导致沉积的大面积薄膜尤其是球面衬底上的薄膜极不均匀,严重限制了脉冲激光沉积法的应用。设计构建了旋转与变速摆动相结合的三维衬底机构,实现对半球面不同区域的连续沉积,保证了膜层的均匀性;建立膜厚分布的数学模型,模拟分析了运动参数对膜厚分布的影响;首次利用脉冲激光沉积技术制备出口径200 mm大尺寸半球面衬底上的均匀类金刚石膜,顶角80°范围内膜厚不均匀性≤±5%。脉冲激光沉积法在大口径半球面衬底上制备均匀类金刚石膜在空间观测等领域均具有巨大的应用前景。

摘要：针对热成像系统噪声等效温差的检测需求,基于三维噪声模型阐述了热成像系统噪声的4个时间分量、3个空间分量,分析了噪声常规计算方法。在此基础上,提出了一种基于标准差的简便算法,提高检测效率。进行了测试系统工程化设计,阐述了NETD指标的计算方法和测试流程。开展了实验研究,对两种三维噪声测试算法进行了验证与分析,与进口设备进行了对比测试。结果表明,本测试系统NETD指标检测重复性好、准确度高,应用于多型热成像设备性能检测,满足工程化保障需求。

摘要：为解决类金刚石膜内应力极大的问题,利用很薄的岛状结构锗层与较厚的类金刚石层循环,设计并制备了具有低内应力的多层类金刚石膜。其中,类金刚石层为主要功能膜层,起到硬质保护和光学增透的作用;而锗层作为缓冲层,起到缓解纯类金刚石膜内应力过大的问题,同时由于锗层很薄,对整个膜层的机械性能和红外特性的影响很小。测试表明,制备的多层类金刚石膜内应力为2.14 GPa,比纯类金刚石膜降低了39%,通过了GJB2485-95《光学膜层通用规范》中的重摩擦测试;同时,其纳米硬度仍保持在47 GPa的高水平。该多层类金刚石膜可以作为实际应用的红外窗口保护膜。

摘要：脉冲激光沉积技术是制备先进光学薄膜与纳米光学器件的重要手段和前沿领域,是国际研究的热点。介绍了脉冲激光沉积技术原理与特点、制备功能薄膜的研究现状和发展动向,着重阐述了双激光沉积制备功能薄膜的研究现状与未来发展;同时基于更高的需求,针对脉冲激光沉积技术的特点,设计构建了结合动能粒子磁过滤技术的激光沉积系统,提出了融合原子层沉积技术的发展思想,为提高激光沉积功能薄膜性能提供了硬件支撑和技术指导。