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二氧化铪以其良好的力学、电学、热学和光学性能而被广泛地应用于机械、电子、航空、航天和军事等领域。特别是HfO2薄膜良好的光学性能和高的激光损伤阈值,使得其用作强激光系统和惯性约束聚变的光学薄膜元件时,具有重要的应用前景。 本研究以四氯化铪为前驱体,选择β-二酮类的苯酰丙酮和1-羟基-2-萘乙酮作为感光修饰剂,分别和四氯化铪进行螯合反应,配制得出两种具有不同感光性能的HfO2溶胶,并利用浸渍提拉法制备了感光HfO2凝胶膜。结合红外分光光度计和紫外分光光度计对其感光性能进行研究,结果表明HfO2/BzAcH凝胶膜和HfO2/HAN凝胶膜的最大紫外吸收峰分别处于336nm和392nm附近,随着与之相匹配的紫外光的照射,吸收峰都逐渐减小,表明其具有良好的感光性。 基于该薄膜的感光特性,结合紫外掩模法分别对两种凝胶膜进行微细图形加工,制备了较大周期的光栅图形和发散型“太阳”图形,表明HfO2/BzAcH凝胶薄膜和HfO2/HAN凝胶薄膜均具有良好的微细可加工性;其次根据激光干涉理论,设计并搭建了激光干涉光路,利用波长为350.7nm的氪离子激光器,采用两光束激光干涉一次曝光制备了周期为500lines/mm和1200lines/mm的HfO2/BzAcH凝胶膜光栅以及1200lines/mm的HfO2/HAN凝胶膜光栅,进一步采用两光束两次曝光分别制备周期为833nm的HfO2/BzAcH二维周期结构。