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紫外Sc2O3薄膜的光学和结构性能表征及其激光作用下的损伤机理
  • ISSN号:1001-4322
  • 期刊名称:《强激光与粒子束》
  • 时间:0
  • 分类:O484.4[理学—固体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]中国科学院上海光学精密机械研究所,强激光材料重点实验室,上海201800, [2]中国科学院研究生院,北京100039
  • 相关基金:国家自然科学基金项目(10704049)
中文摘要:

利用电子束蒸发方法,在不同沉积温度(50~350℃)下制备了Sc2O3薄膜。分别用分光光度计,小角掠入射X射线衍射仪和轮廓仪测试了薄膜样品的光谱、微结构和表面粗糙度信息,并用薄膜分析软件Essential Macleod计算了Sc2O3薄膜的折射率和消光系数。结果表明:随着沉积温度升高,Sc2O3薄膜结晶程度增强,晶粒尺寸增大,且较高的沉积温度有利于获得较高的折射率。最后用355 nm,8 ns的三倍频Nd:YAG激光器测试了其激光损伤阈值(LIDT),最大值为2.6 J/cm2,且阈值与薄膜的消光系数、表面粗糙度、光学损耗均呈现相反的变化趋势。用光学显微镜和扫描电子显微镜表征了该薄膜的破坏形貌,详细分析了薄膜在不同激光能量作用下破坏的发展过程,以及Sc2O3薄膜在355 nm紫外激光作用下LIDT与制备工艺的关系,重点分析了355 nm激光作用下薄膜的破坏机理。

英文摘要:

The electron beam evaporation deposition method was employed to prepare scandium oxide(Sc2O3) films with substrate temperatures varying from 50 to 350 ℃.A spectrophotometer,a glancing incidence X-ray diffraction spectrometer and a WYKO optical profilograph were employed to investigate the optical,microstructure properties and surface roughness of the Sc2O3 films.The refractive index and the extinction coefficient were calculated from the transmittance and reflectance spectra with the help of the Essential Macleod.The laser induced damage threshold(LIDT) of the Sc2O3 films was characterized by a pulsed Nd:YAG laser system at 355 nm with a pulse duration of 8 ns.A maximum value of 2.6 J/cm2 was derived,and the LIDT results were found to vary in the opposite direction to the extinction coefficient,surface root mean square roughness and optical loss of the Sc2O3 films.An optical microscope and a scanning electron microscope were used to characterize the damage morphology of the samples,and the development of damage with increasing laser energy density was recorded and discussed.The relationship between the LIDT and the deposition parameters of the Sc2O3 thin films was analyzed,and the damage mechanism of the films under 355 nm laser irradiation was discussed.

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期刊信息
  • 《强激光与粒子束》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:四川省科学技术协会
  • 主办单位:四川核学会 中国工程物理研究院 中国核学会
  • 主编:张维岩
  • 地址:四川省绵阳市919-805信箱
  • 邮编:621900
  • 邮箱:hplpb@caep.cn
  • 电话:0816-2485753
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4322
  • 国内统一刊号:ISSN:51-1311/O4
  • 邮发代号:62-76
  • 获奖情况:
  • 原子能技术类核心期刊,国防科工委优秀期刊,四川省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15694