用于光子芯片的ge—sb—se光學薄膜的制備與性能表征【開題報告】

1、畢業(yè)設(shè)計開題報告畢業(yè)設(shè)計開題報告通信工程通信工程用于光子芯片的用于光子芯片的GeGe—SbSb—SeSe光學薄膜的制備與性能表征光學薄膜的制備與性能表征一、選題的背景與意義：光學薄膜指的是光學器件或光電子元器件表面用物理化學等方法沉積的、利用光的干涉現(xiàn)象以改變其光學特性來產(chǎn)生增透、反射、分光、分射、帶通或截止等光學現(xiàn)象的各類膜系。光學薄膜的特點是：表面光滑，膜層間的界面呈現(xiàn)幾何分割；膜層的折射率可以在界面上可以發(fā)生躍變，但是在膜層內(nèi)是連

2、續(xù)的；可以是透明介質(zhì)，也可以是吸收介質(zhì)；可以是法向均勻的，也可以是法向不均勻的。光學薄膜可以采用物理汽相沉積（PVD）和化學液相沉積（CLD）兩種工藝來獲取。CLD工藝簡單，制造成本低，但膜層厚度不能精確控制，膜層強度差，較難獲得多層膜，還存在廢水廢氣造成污染的問題，已經(jīng)很少使用。PVD需要使用真空鍍膜機，制造成本高，但膜層厚度可以精確控制，膜層強度好，目前已經(jīng)廣泛采用。在PVD方法中，根據(jù)膜料氣化方式的不同，又分為熱蒸發(fā)、濺射、離子鍍

3、以及離子輔助鍍技術(shù)，其中，光學薄膜主要是采用熱蒸發(fā)技術(shù)和離子輔助鍍技術(shù)。雖然熱蒸發(fā)工藝具有操作簡單，沉積速度快等特點，但是薄層與初始玻璃的組分有很大的差異，其主要原因在于液相往氣相轉(zhuǎn)變時可能出現(xiàn)多種不同于固態(tài)玻璃組分的結(jié)構(gòu)體，而蒸氣壓高的結(jié)構(gòu)體就可能優(yōu)先沉積。然而必須說明的是，濺射及離子鍍技術(shù)制造的薄膜質(zhì)量要比熱蒸發(fā)技術(shù)制造的薄膜質(zhì)量好得多，之所以遲遲沒有用于光學薄膜制造，是由于用于光學薄膜制造時，在技術(shù)上存在一些難題。當然，這些難題目

4、前已經(jīng)和正在得到解決，如磁控濺射技術(shù)是目前在商業(yè)上使用最為廣泛的實用的濺射方法，用磁控濺射方法制備薄膜具有沉積率高、薄膜與基片的附著性能好、致密度好、便于大批量工業(yè)生產(chǎn)等優(yōu)點，因而該方法被廣泛采用。光學薄膜已經(jīng)廣泛應(yīng)用于圖像信息、光纖通信、衛(wèi)星遙感、航空航天以及國防軍事等諸多領(lǐng)域，特別是光電信息方面，光學薄膜更是占據(jù)了不可或缺的重要地位。國際權(quán)威期刊NatureMaterials將硫系薄膜譽為多功能光器件的理想材料，其優(yōu)勢有兩點：（1）

5、硫系薄膜具有三階非線性極化率大、雙光子吸收系數(shù)小、響應(yīng)時間快等特點。（2）硫系薄膜具有獨特的光敏性。利用光致折射率變化的性質(zhì)可以激光直寫光波導(dǎo)，基板表面取下薄膜。四、研究的總體安排與進度：2010.11.23–2010.12月末：查閱相關(guān)文獻資料，制定詳細的計劃安排，撰寫開題報告、文獻綜述和進行開題答辯；2011.1月初–2011.2月底：文獻翻譯，采用磁控濺射法初步制備Ge—Sb—Se光學薄膜；2011.3月初–2011.3月底：進一

6、步完善薄膜的制備，通過X射線電子能譜確認薄膜的組分、利用掃描電子顯微鏡和掃描探針顯微鏡分別分析膜層的表面形貌和粗糙度等性能表征；2011.4月初–2011.5月中：撰寫畢業(yè)設(shè)計論文、修改及答辯。5、主要參考文獻：[1]賴發(fā)春，翟燕，蓋容權(quán).反應(yīng)磁控濺射制備五氧化二鈮光學薄膜[J].福建師范大學學報200420(4):4749[2]賴發(fā)春，翟燕，詹仁輝等.退火對TiO2和Ta2O5光學薄膜的結(jié)構(gòu)和光學性質(zhì)的影響[J].福建師范大學學報20