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近年来,光学薄膜的应用领域不断扩大,人们对光学薄膜性能的要求也在不断的提高。减反膜也即增透膜,在现代光学薄膜生产中占有十分重要的地位,其生产总量超过所有其他光学薄膜,广泛应用在各种光学器件、平板显示器、热反射镜、太阳能电池等领域。随着具有众多优点的新型制备工艺和分析测试手段的不断涌现,减反膜的性能在过去的十几年里得到了极大的提高。当然,对减反膜的研究同时也带动了薄膜制备技术的发展,促进了对材料微观性质的了解,以及测试方法与测量仪器性能的提高。减反膜的设计和制备方法以及性能的研究,对其他薄膜的设计和制备也同样具有借鉴作用。
本文在系统地学习和掌握光学薄膜理论基础上,对介质膜的常规λ/4膜系设计方法和遗传算法进行了阐述。采用光学薄膜理论和计算机辅助设计,设计透射率为98%以上的红光减反膜以及实验镀制是本论文研究的重点。通过对减反膜系的设计和实验镀制工艺的研究,为减反膜的实际镀制和应用提供了理论支持和实际探索。本文的主要研究内容如下:
(1)通过光学薄膜的理论分析得出介质减反膜的透射率计算公式,采用规整膜系设计方法,选择合适的材料,运用计算机辅助设计,设计了不同层数和厚度的红光减反膜,并对设计结果进行了分析。
(2)在规整膜系设计方法的基础上,采用遗传算法进行非规整膜系设计,设计出具有较好的光谱特性的红光减反膜。该设计结果结合了规整膜系和自动优化设计两者的优点,通过计算机模拟,设计了单层、双层、三层和五层的减反膜,并对实验结果进行了分析和比较。
(3)根据现有的实验条件,分析、拟定了较为合理的工艺参数,实际镀制了红光减反膜实验样品。本实验是在ZZ-800真空镀膜机上进行的,膜厚监控采用石英晶体监控仪进行监控。实验样品的测试结果表明,镀制实验是成功的。
(4)根据样品参数的测试结果,分析了样品的透射率与理论设计值之间的差异。进一步分析了实验中各种因素的影响,并对实验过程中应注意的问题以及待改进的地方进行了总结。
实践证明,本课题设计的红光减反膜具有很强的实用性及可操作性,可用于实际的薄膜制备。同时,对于镀膜的工艺的有用探索,为减反膜的实际应用提供了参考。