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高折射率镀膜材料——钛酸镧

资讯来源:www.byxti.com

当前,应用光学发展迅速,大规模、连续化镀膜生产已经得到广泛应用,数码光学、显示器等的发展对光学薄膜有大量需求。特别是用于可见波段的各种滤光片,全球一年的需求量远远超过10亿片。而且,随着规模化的不断发展,薄膜成本越来越受到重视。制约光学薄膜元件的成本主要有两个因素:镀膜材料和薄膜良品率。因此,要不断发展低成本镀膜材料制备技术,同时提高镀膜过程稳定性以提高良品率。


 高折射率镀膜材料——钛酸镧(图1)


光学薄膜膜系都是通过交替沉积高、低折射率薄膜来实现特定光学功能。目前,低折射率材料以二氧化硅(SiO2)为代表,性能基本稳定,成本降低空间有限。然而高折射率材料往往价格较高,而且有些镀膜材料的性能也不是很稳定,研究表明,某些稀土化合物如钛酸镧(LaTiO3)的加入将能显著改善这种不稳定的性能,在此基础上得到高稳定的高折射率材料。


 高折射率镀膜材料——钛酸镧(图2)


通过钛酸镧(LaTiO3)材料的单层膜和多层减反膜AR的制备,了解钛酸镧材料的薄膜性能。首先制备的单层膜用分光光度计测定3次的薄膜在整个可见波段的折射率及消光系数,如图1,2所示。


 高折射率镀膜材料——钛酸镧(图3)

图1 单层膜的折射率


由图1可知,在整个可见波段范围内,钛酸镧(LaTiO3)材料的折射率在2.03~2.18之间,色散比较好,且3次的折射率的平均偏差为0.14,重复性比较好。由图2可知,在整个可见波段范围内,消光系数k值在0.0005~0.0009之间,且3次薄膜的k值比较稳定。


 高折射率镀膜材料——钛酸镧(图4)

图2 单层膜的消光系数


多层减反膜AR的制备是以二氧化硅(SiO2)为低折射率材料,制备AR膜,基片为K9玻璃,重复镀3次,每次镀3片,分别放置于行星罩的上中下位置以分析薄膜的均匀性,用分光光度计测定薄膜在整个可见波段的反射率,如图3所示。


 高折射率镀膜材料——钛酸镧(图5)

图3 多层AR膜反射率随波长的变化


由图3可以看出,在波长430和650nm处反射率最低,约为0.1%,在波长550nm处,反射率9个基片薄膜的折射率差约为0.07%,表现出良好的稳定性及重复性。


钛酸镧(LaTiO3)光学镀膜材料在折射率、消光系数及多层AR膜方面均表现出良好的性能及稳定性,具有良好的推广应用前景。


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