光學鍍膜元件的應力-面形演化及其控制技術

《光學鍍膜元件的應力-面形演化及其控制技術》是依託中國科學院上海光學精密機械研究所，由賀洪波擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：光學鍍膜元件的應力-面形演化及其控制技術
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：賀洪波
• 依託單位：中國科學院上海光學精密機械研究所

項目摘要

高精密光學系統對光學鍍膜元件的面形有著很高要求，但目前對光學薄膜沉積過程中薄膜的應力演化與控制、玻璃基底在鍍膜過程中的應力釋放及兩者相互作用的過程缺乏深入和系統的理解。本項目將該類元件的應力和面形演化研究分解為基底應力釋放、薄膜沉積、蒸汽流停止、降溫、真空室充氣、大氣環境中穩定化六個過程，通過應力實時測量技術、離線測量技術和薄膜結構分析技術相結合，更深入地理解多層光學薄膜巨觀應力與結構及工藝之間的聯繫，建立起實現給定面形要求的光學鍍膜元件的設計方法，並對整個工藝過程形成更細化的指導方案。

結題摘要

利用雙光束曲率測量裝置實時研究了HfO2、SiO2單層膜及多層膜的應力演化過程，研究了薄膜在沉積、停鍍、降溫及放氣過程中的應力行為，分析了膜層與基底、膜層與膜層之間相互作用對多層膜應力演化的影響，獲得了單元層應力與整體應力之間的關係。運用演化曲線階躍量分析技術，實現了界面力的測量。基於膜層結構的弛豫現象，建立了一個多晶膜的應力演化模型。並考慮界面力的影響，通過線性組合給出了複合膜的生長應力模型。利用多光束應力實時測量裝置研究了多層膜在熱循環過程中的熱應力。利用干涉儀面形測量方法，對光學玻璃進行了鍍膜過程中的熱循環環境測試。此外，還研究了磁控濺射Si基薄膜應力演化過程，發現物理吸附與化學吸附的區別導致了應力恢復程度的不同。揭示了吸附動力學與應力演化之間的關係，並基於吸附機制建立了應力釋放機制。 在國家自然科學基金的支持下，本項目按研究計畫進行，並圓滿地完成了項目計畫書任務。項目共發表8篇論文（其中SCI收錄5篇），培養了2名博士研究生。