光學(xué)窗口用藍(lán)寶石表面抗反射微納結(jié)構(gòu)的制備及性能研究.pdf

1、藍(lán)寶石是常用的光學(xué)窗口材料，但其本身的透過率不能滿足高精度成像的要求。此外，藍(lán)寶石表面的潤濕性較差，會(huì)造成光的散射，也限制了藍(lán)寶石在光學(xué)窗口方面的應(yīng)用。在藍(lán)寶石表面鍍減反膜是常用的增透方法，但是減反膜與藍(lán)寶石基底的結(jié)合力較差，容易脫落，且激光損傷閾值較小。所以本文提出了一種簡單有效的實(shí)驗(yàn)方案解決這一問題，即在濺射的鋁膜上進(jìn)行陽極氧化，再進(jìn)行高溫退火。在提高了透光率的基礎(chǔ)上，又改善了藍(lán)寶石表面的潤濕性，提高了激光損傷閾值。
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2、oft軟件的理論計(jì)算結(jié)果表明，對(duì)于不同波段，亞波長結(jié)構(gòu)的三個(gè)參數(shù)中影響最大的都是占位比，透光率隨著占位比的增加呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢；其次是圖形深度，對(duì)于孔洞形亞波長結(jié)構(gòu)，透光率隨孔深呈周期性變化，對(duì)于圓錐形亞波長結(jié)構(gòu)，深度只要大于一特定值即可；圖形的周期對(duì)透光率的影響最小，對(duì)于不同的增透結(jié)構(gòu)，周期只要大于一特定值即可。
　　對(duì)濺射的鋁膜進(jìn)行陽極氧化制備孔狀結(jié)構(gòu)，最佳的實(shí)驗(yàn)條件為氧化溫度低于15℃，氧化電壓為40 V，擴(kuò)孔時(shí)間為5

3、0 min。采用陽極氧化的方法成功的制備出孔徑比0.6，深度為0.65μm和0.08μm，周期為0.1μm的孔狀的圖形陣列。固相外延反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，退火溫度越高，空氣氛圍下保溫時(shí)間越長，結(jié)晶程度越好。450℃低溫處理24 h，1000℃高溫處理3 h后，由SEM結(jié)果表明孔狀結(jié)構(gòu)保存較好，XRD和Raman結(jié)果表明氧化鋁的結(jié)晶質(zhì)量較好，且與藍(lán)寶石基體的成分和晶體取向保持一致。
　　藍(lán)寶石表面亞波長結(jié)構(gòu)的測試結(jié)果表明，本實(shí)驗(yàn)制備的