Электронно-лучевой синтез интерференционных покрытий оптического назначения

Поглощение в УФ-области спектра

SiO

Высокая химическая и механическая стабильность

Поглощение в видимой области

Al2O3

Очень высокая твердость и адгезия

Ограниченность выбора метода изготовления

MgO

Ограниченная стабильность, невозможность использования в качестве внешнего слоя

ThO2

Прозрачность в УФ-области.

Радиоактивность

ZrO2

Прекрасные механические и химические свойства; совместимость с плёнками других окислов и с MgF2

Неоднородность плёнок

Оксиды элементов редких земель

Хорошая прозрачность в видимой и ближней УФ-области спектра; однородность плёнок; воспроизводимость свойств; высокая стабильность; широкая полоса пропускания у Sc2O3 и Y2O3

La2O3 чувствителен к влаге

CeO2

Широкая полоса пропускания: от видимой области до ИК-диапазона вплоть до 12 мкм; высокая стабильность и твердость; хорошая адгезия

Сильное рассеяние света толстыми плёнками, что ограничивает применение в ИК-диапазоне; сильная зависимость показателя преломления от температуры подложки

TiO2

Твердость; хорошая адгезия; химическая стойкость; прозрачность в видимой и ближней ИК-областях

Ограниченность выбора метода изготовления; сильная зависимость показателя преломления от температуры подложки и условий конденсации; наличие растягивающих напряжений

Si

Твердость; устойчивость; высокий показатель преломления

Наличие поглощения

Ge

Высокая прозрачность, начиная с 2 мкм; прочность; высокий показатель преломления; хорошая совместимость с другими плёнками

Некоторая зависимость показателя преломления от условий нанесения плёнки

Te

Высокий показатель преломления

Низкая механическая прочность

Полупроводники используются в спектральном диапазоне, соответствующем энергиям, меньшим ширины запрещенной зоны. Они обладают высоким показателем преломления. Плёнки Si, Ge и Te получают методом испарения в вакууме (предпочтительнее - электронно-лучевое) и методами ионно-плазменного напыления. Структура плёнок аморфная, поскольку используются невысокие температуры подложки до 300 °С. Оптические свойства плёнок зависят от многих технологических параметров, таких как температура подложки, скорость нанесения плёнки, давление и состав остаточной атмосферы. Влияние условий напыления на показатель преломления плёнок не является критическим, поскольку не дает существенных (более 10 %) отклонений его величины, и в сочетании с низкопреломляющим SiO2 граница раздела SiO2 полупроводник дает высокий уровень отражения.

Плёнки аморфного кремния (а-Si) пропускают в области 1,1 ч 9 мкм.
При л > 9 мкм плёнки поглощают свет из-за присутствия в них кислорода. При л = 3 мкм nSi = 3,4. Плёнки кремния тверды и устойчивы.

Плёнки аморфного германия (а-Ge) обладают высокой прозрачностью, начиная с л ? 2 мкм и далее в сторону больших длин волн. Показатель преломления плёнок германия выше, чем у массивных образцов, и зависит от способа испарения (лодочка или электронный луч), температуры подложки и давления. Для плёнок, нанесенных на холодную подложку: n = 4,4 при л = 2 мкм и n = 4,3 при л = 4 мкм. Плёнки а-Ge прочны и хорошо совмещаются в многослойных системах с плёнками SiO или ZnS. Плёнки Te пропускают в области 4 ч 8 мкм. Показатель преломления высок n = 5,5. Однако плёнки теллура не обладают высокой механической прочностью. Достоинства и недостатки полупроводниковых материалов приведены в таблице 2.2.

2.2 Технологический процесс нанесения многослойного покрытия электронно-лучевым испарением

Вакуумные установки для получения покрытий термическим испарением плёнкообразующих материалов можно разделить на стандартные, улучшенные и сверхвысоковакуумные установки. Установки стандартного типа имеют не прогреваемый (или прогреваемый водой до 80 - 90 °С) металлический или стеклянный колпак. Заданный вакуум получают с помощью паромасляного диффузионного насоса, снабженного маслоотражателем и ловушками (водяной и азотной). Разборные соединения в установках выполняются с использованием вакуумной резины. К этому типу относятся установки ВУ-1А, ВУ-2, УРМЗ-279-011 (СССР, Россия) и др.

Установка вакуумного напыления ВУ-1А (рисунки 2.1, 2.2), оснащенная источником электронно-лучевого испарения УЭЛИ-I и встраиваемой системой контроля оптических характеристик, модель Iris-0211 (СОК Iris). Установка термического испарения состоит из камеры, закрытой от окружающей атмосферы, откачивающей вакуумной системы, подколпачного устройства для крепления напыляемых деталей, испарителей и пульта управления работой узлов и агрегатов установки. Для наблюдения за ходом процесса напыления в двери камеры имеется иллюминатор. Чаще всего он используется при электронно-лучевом испарении, когда нужно следить за режимом работы луча. Напыляемые подложки и образец-свидетель для контроля толщины плёнки в процессе напыления. В установке находится оправа для свидетелей, позволяющая устанавливать до 10 сменных свидетелей.

Для улучшения равномерности толщины плёнки приспособление вращается с частотой до 100 мин-1 на роликовых опорах [10 - 14].



1 - электронный луч; 2 - поток распылённого вещества; 3 - вакуумная камера; 4 - подложки; 5 - вращающаяся оснастка; 6 - модулятор; 6.1 - источник излучения галогенный и дейтериевый «на просвет»; 6.2 - источник излучения галогенный и дейтериевый «на отражение»; 7 - плоские зеркала; 8 образец-свидетель; 9 - компьютер с программой «IrisSoft»; 10 - блок управления и регистрации; 11 - монохроматор М250; А - анод (тигель с веществом); К - катод

Рисунок 2.1 - Структура вакуумной установки электронно-лучевого напыления

Технологический процесс имеет ряд основных операций.

Очистка подложек: подложки из стекла, кварца и кремния обезжиривают в смеси петролейного эфира и этилового спирта в соотношении 75% - 25% и окончательно протирают тампонами обезжиренной ваты, смоченной в абсолютном этиловом спирте. Очищенные детали устанавливается в подложкодержатель в вакуумной камере. При выполнении этой операции оператор должен работать в резиновых перчатках или напальчниках.

Подготовка вакуумной камеры происходит параллельно с верхней операцией:

- Очистка элементов подколпачной аппаратуры (экранов, испарителей, заслонов) от плёнок испаряемых материалов и пропитку их спиртом.

- Загрузка исходных плёнкообразующих материалов в испарители (ZrO2, SiO2, в четырехпозиционный тигель электронно-лучевого испарителя).

- Загрузка подложкодержателя с очищенными оптическими деталями.

- Проверка работоспособности механизмов и устройств в вакуумной камере: вращение подложкодержателя, перемещение заслонок, работа системы контроля оптических характеристик.

- Откачка камеры до давления примерно 2 Па.

Операция ионной очистки подложек проводится нагрев подложек с помощью низкоэнергетического ионного источника типа «АИДА» в камере, в течение 10 минут при напряжении 500 В на электроде ионной очистки и токе разряда 60 мА. При этом включается вращение подложкодержателя. В процессе ионной очистки ионами остаточных газов с поверхности удаляются пылинки и молекулы тяжелых газов. По окончании ионной очистки камера откачивается до p = 10 -2 ч 10 -3 Па.

Нагрев подложек до фиксированной температуры Тподл =100 0С, происходит в высоком вакууме при одновременном вращении подложкодержателя. При этом с поверхности оптических деталей удаляются пары воды и молекулы легких газов. Время нагрева 5 ч 15 минут.

Нанесение оптического покрытия начинают после обезгаживания плёнкообразующих материалов при закрытой заслонке. Для этого материал нагревают до температуры на 100 0С ниже, чем Тисп. В процессе прогрева давление вакуумной камеры повышается, а потом понижается до p =10-3 Па. Обезгаживание считается законченным, когда давление восстанавливается до первоначального значения. Далее включают СОК Iris, выводят электронно-лучевой испаритель на режим испарения, открывают заслонку и проводят испарение материала, фиксируя параметры испарителя и электронной пушки. Контроль за нанесением ведут по графику программы «IrisSoft» (рисунок 2.2).

Рисунок 2.2 - График программы «IrisSoft» при получении пятислойного покрытия ZrO2+SiO2

Программа теоретического расчёта спектров оптических покрытий «MultiSpectrum» позволяет послойно контролировать процесс напыления оптических покрытий. В программе имеются библиотеки материалов покрытий и материалов подложек. На графике спектра отображаются расчётные спектральные кривые (R или T) выбранного слоя (рисунок 2.3).

Сплошная линия 4 слой SiO2; прерывистая линия 5 слой ZrO2

Рисунок 2.3 - Спектральные кривые теоретического расчёта на отражение программы «MultiSpectrum» пятислойного покрытия ZrO2+SiO2

Сформировано многослойное покрытие из пяти слоёв оксида циркония (ZrO2, n = 2,0) и оксида кремния (SiO2, n = 1,45), нанесённых на различные подложки (рисунок 2.4).

Рисунок 2.4 - Структура пятислойного покрытия

В качестве материалов подложек использовались пластины кремния, кварца, оптического стекла и стекла К8 (рисунок 2.5).

1 -монокристаллический кремний; 2 - кварц; 3 - стекло К8; 4 - оптическое стекло

Рисунок 2.5 - Материалы подложек пятислойного покрытия ZrO2+SiO2 полученные электронно-лучевым испарением

Покрытия формировались с периодичностью состоящих из четверть волновых слоёв: (ZrO2) (SiO2) (ZrO2) (SiO2) (ZrO2). Физическая толщина слоёв: 70 нм (ZrO2), 99 нм (SiO2).

В таблице 2.3 приведены режимы нанесения пятислойного покрытия.

Таблица 2.3 - Технологические параметры электронно-лучевого испарения

Состав покрытия	Ускоряющее напряжение, кВ	Ток накала катода, А	Ток эмиссии, мА
ZrO2	6	11	140
SiO2	12	11	39

Разгерметизация вакуумной камеры: после окончания процесса нанесения выключается вращение подложкодержателя. При снижении температуры подложки камера отсекается высоковакуумным затвором от высоковакуумной системы откачки, производится напуск воздуха, открывается вакуумная камера и производится выгрузка оптических деталей.

На рисунке 2.6 представлено изображение пятислойного покрытия из оксидов циркония и кремния электронно-лучевым напылением.

Рисунок 2.6 - Изображение подложки монокристаллического кремния с пятислойным покрытием ZrO2+SiO2

Контроль. В связи с проведением группового технологического процесса нанесения покрытий на контроль попадают все плёнки, проверяют параметры пропускания и отражения на спектрометре «Varian Cary 50», топографию на атомно-силовом микроскопе «Solver P47 PRO», показатели преломления и поглощения на спектральном эллипсометре «ESM 512» и сравнивают полученные характеристики с расчётными.

3. Исследование спектральных и морфологических характеристик интерференционных просветляющих покрытий синтезированных электронно-лучевым методом

3.1 Спектральные характеристики пропускания и отражения оптических интерференционных покрытий

Ниже описываются спектральные характеристики пропускания и отражения полученные спектрометром «Varian Cary 50».

На рисунке 3.1 представлены спектральные зависимости покрытий состоящих из четверть волновых слоёв ZrO2+SiO2 и 3л/4 слоёв SiO2, ZrO2, ZnS, TiO2 и Al2O3 нанесённые на стекло с показателем преломления 1,45. Как видно из рисунка 3.1 на длине волны 550 нм покрытия из ZnS и Al2O3 имеют максимальный коэффициент пропускания 97,3%.

Рисунок 3.1 - Спектральная зависимость коэффициента пропускания просветляющих покрытий на основе плёнок SiO2, TiO2, ZrO2+SiO2, Al2O3, ZrO2, ZnS на подложке из оптического стекла

На рисунке 3.2 представлены спектральные зависимости покрытий состоящих из четверть волновых слоёв ZrO2+SiO2 и 3л/4 слоёв SiO2, ZrO2, ZnS, TiO2 и Al2O3 нанесённые на монокристаллическом кремнии с показателем преломления 3,4. Как видно из рисунка 3.2 на длине волны 490 нм пятислойное покрытие из четверть волновых слоёв ZrO2+SiO2 имеет максимальный коэффициент отражения 52,3%.

Рисунок 3.2 - Спектральная зависимость коэффициента отражения просветляющих покрытий на основе плёнок SiO2, TiO2, ZrO2+SiO2, Al2O3, ZrO2, ZnS на подложке из монокристаллического кремния

На рисунке 3.3 представлены спектральные зависимости покрытий состоящих из четверть волновых слоёв ZrO2+SiO2 и 3л/4 слоёв SiO2, ZrO2, ZnS для л=550 нм, покрытия нанесены на материал с показателем преломления с 1,51 (стекло К8). Как видно из рисунка 3.3 коэффициент пропускания для всех покрытий монотонно увеличивается, но покрытие из пяти слоёв имеет наиболее выраженый пик на длине волны 480 нм и коэффициент пропускания 13%.

Рисунок 3.3 - Спектральная зависимость коэффициента пропускания просветляющих покрытий на основе плёнок SiO2, ZrO2+SiO2, ZrO2, ZnS на подложке из стекла К8

На рисунке 3.4 представлены спектральные зависимости коэффициентов пропускания 3л/4 слоя нанесённые на кварц с показателем преломления 1,46. Как видно из рисунка 3.4 на длине волны 530 нм покрытия из TiO2 и ZrO2 имеют высокие значения коэффициента пропускания 98,2% и 97,1%.

Рисунок 3.4 - Спектральная зависимость коэффициента пропускания просветляющих покрытий на основе плёнок TiO2, ZrO2, ZnS на подложке из кварца

3.2 Исследования морфологии однослойных и многослойных покрытий методами атомно-силовой микроскопии

С целью изучения влияния неровностей поверхности на оптические характеристики многослойных систем, изучена морфология синтезируемых покрытий. Измерения топографии поверхности проводились с помощью атомно-силового микроскопа «Solver P47 PRO» (рисунок 3.5) в полуконтактном режиме (максимальный размер скана - 100 на 100 мкм). Для анализа данных использовалось программное обеспечение.

Рисунок 3.5 - Атомно-силовой микроскоп Solver P47 PRO

На рисунках 3.6 - 3.11 приведены результаты атомно-силовой микроскопии по исследованию топографии поверхности плёнок ZrO2+SiO2, SiO2, ZrO2, ZnS, TiO2 и Al2O3, полученных электронно-лучевым испарением при температуре подложки 100 °С. Численные результаты исследования топологии покрытий методом атомно-силовой микроскопии представлены в таблице 3.1.

Таблица 3.1 - Топологические параметры поверхности покрытий

Тип покрытия	Среднее значение по высоте Z, нм	Максимальное значение по высоте Z, нм	Шероховатость Ra, нм
ZrO2+SiO2	3,62	19,42	0,69
TiO2	3,76	12,46	0,79
ZrO2	3,91	29,99	0,86
ZnS	4,42	36,72	0,60
SiO2	5,79	21,30	0,97
Al2O3	11,95	71,86	1,09



а б

а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.6 - Изображение поверхности покрытия Al2O3, полученное методом атомно-силовой микроскопии

а б

а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.7 - Изображение поверхности покрытия SiO2, полученное методом атомно-силовой микроскопии



а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.8 - Изображение поверхности покрытия ZnS, полученное методом атомно-силовой микроскопии

а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.9 - Изображение поверхности покрытия ZrO2, полученное методом атомно-силовой микроскопии



а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.10 - Изображение поверхности покрытия TiO2, полученное методом атомно-силовой микроскопии

а - топография; б - фазовый контраст

Рисунок 3.11 - Изображение поверхности покрытия ZrO2+SiO2, полученное методом атомно-силовой микроскопии

На основании результатов анализа можно отметить, что наилучшим покрытием является ZnS так как имеет наименьшую шероховатость (таблица 3.1, рисунок 3.8) поверхности и имеющее относительно однородную структуру, что позволяет использовать его в оптических приборах. Наименее подходящим для применения в оптических устройствах является покрытие Al2O3 (таблица 3.1, рисунок 3.6), так как на ряду с высоким значением шероховатости обладает поверхностью с явно выраженным зернами большого размера.

3.3 Оптические характеристики просветляющих покрытий синтезированных электронно-лучевым методом

При разработке методов расчета и контроля плёнок основой служит модель идеальной плёнки, аналогичной плоскопараллельной пластинке из однородного, непоглощающего вещества. Толщина ее мала по сравнению с окружающими средами. В зависимости от состояния исходного вещества и условий нанесения структура плёнок может быть различной. Вещество в виде тонкой плёнки может быть аморфным и кристаллическим. Кристаллическая структура может характеризоваться размером зерен и степенью их упорядоченности. Различные модификации одного и того же вещества могут иметь различные показатели преломления.

Плёнка обычно содержит поры, величина и количество которых зависят от метода нанесения. Вследствие этого показатель преломления вещества плёнки обычно ниже, чем вещества в массе. Пористость плёнки можно характеризовать «коэффициентом заполнения», который представляет собой отношение каких-либо постоянных для вещества в виде плёнки и в виде массы, например отношение их плотностей, показателей преломления и др. Коэффициент заполнения плёнок почти всегда меньше единицы.

Экспериментально получаемые плёнки в той или иной степени неоднородны, что необходимо учитывать при определении оптических постоянных, иначе это может служить причиной неправильного истолкования полученных результатов значительная неоднородность плёнок может препятствовать применению обычных методов исследования. Все сказанное говорит о том, что совпадение теоретических и экспериментальных данных в значительной степени зависит от того, насколько близка реальная плёнка к идеальной модели, лежащей в основе разрабатываемых методов. Наблюдаемые расхождения могут привести к ошибочным толкованиям, однако в ряде случаев, при внимательном рассмотрении, могут служить указанием на те особенности структуры, которые вызвали эти отклонения.

Для слабо поглощающих плёнок применяется метод расчета оптических постоянных по спектральной интерференционной кривой коэффициента пропускания Т (или отражения R). К наиболее важным оптическим характеристикам плёнки относятся показатель преломления n2.

Для проведения расчетов необходимо интерференционная кривая пропускания образца «плёнки на подложке» в функции длинны волны л.

Обозначим показатели преломления последовательно расположенных сред: n1 - для воздуха, n2 - для плёнки, n3 - для подложки, n4 - для воздуха.

Рисунок 3.12 - Структура однослойного покрытия

Величина коэффициентов отражения R1 на границе 1 - 2 и R2 на границе 2 - 3 определяются следующим образом:

(3.1)

Контрастность С интерференционного фильтра определяется:

(3.2)

Tmax=T'max+T"max; Tmin=T'min+T"min; (3.3)

где T'max, T'min - значение максимума и минимума пропускания по экспериментальной кривой; T"max =R3 - (1 - T'max)R3, T"min =R3 - (1 - T'min)R3 - слагаемые, учитывающее R3 - отражение на границе 3 - 4.

Оптическая толщина плёнок равна:

(3.4)

где л - длина волны излучения; m - количество экстремумов на кривой.

Совокупность уравнений (3.2), (3.3), (3.4) являются системой, в результате решения которой определяются значения основных оптических параметров плёнки D и n2. Вычисление показателя преломления плёнки n2 в области с минимальным поглощением с помощью следующего соотношения:

(3.5)

Толщина плёнки определяется из (3.4), а затем на основе формул (3.1) рассчитываются коэффициенты отражения от системы «воздух - плёнка» и «плёнка - подложка» [15]. Таким образом, все оптические константы плёнки рассчитаны и результаты расчёта показаны в приложении А.

Приведенные на рисунке 3.13 результаты характеризуют показатель преломления плёнок в области прозрачности.

Рисунок 3.13 - Область прозрачности и показатели преломления плёнок

Разработан алгоритм и программа в среде Microsoft Excel (рисунки
3.14 - 3.17) по расчету:

- коэффициента отражения от системы «воздух - плёнка» и «плёнка - подложка»,

- показателя преломления плёнки,

- оптической толщины плёнки.

Рисунок 3.14 - Схема коэффициентов отражения и показателей преломления для ZnS

Рисунок 3.15 - График зависимости оптической толщины покрытия на заданном интервале длин волн для ZnS

Рисунок 3.16 - Спектральная интерференционная кривая пропускания

Рисунок 3.17 - Вид программы в среде Microsoft Excel

Различие теоретического и практического значения показателя преломления связаны с тем что теоретическая модель не учитывает всех факторов влияющих на оптические характеристики покрытия таких как шероховатость поверхности, оксидные слои поверхности покрытия, загрязнения получаемые в процессе эксперимента.

Заключение

В данной дипломной работе были рассмотрены физико-технологические особенности электронно-лучевого синтеза оптических покрытий функционального назначения. Изучены особенности синтеза интерференционных покрытий формируемых электронно-лучевым методом. Установлены особенности электронно-лучевого испарения диэлектрических материалов. С помощью электронно-лучевого синтеза получены покрытия на основе тугоплавких оксидов.

Проведены экспериментальные работы по нанесению оптических покрытий на основе тугоплавких оксидов. Нанесение осуществлялось в лабораторных условиях на установке электронно-лучевого испарения (ВУ-1А).

Экспериментально проведены исследования спектральных характеристик пропускания и отражения оптических интерференционных покрытий.

Методами атомно-силовой микроскопии изучена морфология однослойных и многослойных покрытий. Разработана программа в среде Microsoft Excel по расчёту коэффициента отражения, показателя преломления и оптической толщины тонких плёнок.

По результатам дипломной работы имеется акт внедрения лабораторной работы «Основы корпускулярно-фотонных и ионно-лучевых технологий» и «Основы современных технологических процессов» в учебный процесс кафедры оптики физического факультета.

электромагнитный волна плазменный оптический

Список использованных источников

1 Особенности нанесения покрытия методом электроннолучевого испарения Г.В. Пантелеев, М.Г. Черенков, Б.В. Шафиркин, В.И. Ямпольский, В.Н. Егоров // Оптико-механическая промышленность. - 1983. - № 9. - С. 30 - 32.

2 Синтез просветляющих покрытий методом прямого поиска Г.Я. Колодный, Е.А. Левчук, Б.Б. Мешков, П.П. Яковлев // Квантовая электроника. - 1978.-Т.5, № 1. - С. 83-88.

3 Карпенко, Г. Д. Современные методы генерации осаждаемого вещества при нанесении тонкоплёночных покрытий в вакууме / Г.Д. Карпенко, В.Л. Рубинштейн. Минск: БелНИИНТИ, 1990. - 36 с.

4 Фурман, Ш. А. Тонкослойные оптические покрытия / Ш.А. Фурман. -Л.: Машиностроение, 1977. - 264 с.

5 Борн, М. Основы оптики / М. Борн, Э. Вольф, пер. с англ. под ред. Г.П. Мотулевич. - М.: Наука, 1970. - 850 с.

6 Крылова, Т.Н. Интерференционные покрытия / Т.Н. Крылова. - Л.: Машиностроение, 1973. - 224с.

7 Риттер, Э. Плёночные диэлектрические материалы для оптических применений / Э. Риттер, М. Франкомбра, Р. Гофмана. - М.: Мир, 1978. - 60 с.

8 Кузнецова, С.М. Справочник технолога-оптика. / С.М. Кузнецова, М.А. Окатова. - Л; Машиностроение. 1983. - 414 с.

9 Многослойные интерференционные покрытия в квантовой электронике / Г.Я. Колодный, Е.А. Левчук, Ю.Д. Порядин, П.П. Яковлев // Электронная промышленность. - 1981. - № 5, 6. - С. 93 - 101.

10 Яковлев, П.П. Проектирование интерференционных покрытий П.П. Яковлев, Б.Б. Мешков. - М.: Машиностроение, 1987 -185 с.

11 Майссела, Л. Технология тонких плёнок: справочник / Л. Майссела, Р. Глэнга. - М.: Сов. радио, 1977. - 662 с.

12 Глудкин, О.П. Устройства и методы фотометрического контроля в технологии производства ИС / О.П. Глудкин, А.Е. Густов. - М.: Радио и связь, 1981. - 112 с.

13 Никитин, М.М. Технология и оборудование вакуумного напыления. - М.: Металлургия, 1992. - 161 с.

14 Покрытия оптических деталей. Типы, основные параметры и методы контроля. - Введ. 1995.07.06. - М.: ЦНИИ «Комплекс», 1995. - 190 с.

15 Рогачев, А.В. Основы корпускулярно-фотонных и ионно-лучевых технологий: практическое пособие. / А.В. Рогачев, Н.Н. Федосенко, М.А. Ярмоленко. - Гомель: ГГУ им. Ф. Скорины, 2012. - 13 c.

Приложение А

Результат расчета показателя преломления и оптической толщины в среде Microsoft Excel

n1 (воздуха)	1
n3 (подложки)	1,45
n4 (воздуха)	1
T'min	60,89	Оптическая толщина
T'max	86,89	л/4	л/2	3л/4
л(дл волны,нм)min	449,98	112,495	224,99	337,485
л(дл волны,нм)max	398,97	99,7425	199,485	299,2275
R1	0,154442585
R2	0,050896658
R3	0,033735943
T''min	2,054181591
T''max	2,931316118
Tmin	62,94418159
Tmax	89,82131612
C	1,426999507
Корень(С)	1,194570847
n2	2,294848617

Реферат

Ключевые слова: электронно-лучевое испарение, интерференционные покрытия, многослойное покрытие, однослойное покрытие просветляющие покрытия, спектральные характеристики покрытий, процесс нанесения покрытия, морфология однослойных и многослойных покрытий

Объект исследования: физика распространения электромагнитных волн оптического диапазона в диэлектриках, интерференция электромагнитных волн в слоистых средах, методики нанесения вакуумно-плазменных покрытий, методы исследования оптических характеристик интерференционных покрытий

Предмет исследования: однослойные и многослойные интерференционные покрытия

Методы исследования: анализ изучения литературных источников, анализ структурных особенностей и физико-механических свойств, полученных электронно-лучевым испарением, атомно-силовая микроскопия, УФ-ВИД спектроскопия

Цель дипломной работы: изучение метода электронно-лучевого синтеза интерференционных покрытий с заданными спектральными характеристиками выбранного диапазона длин волн

Задачи: изучить методику электронно-лучевого синтеза интерференционных покрытий, произвести экспериментальные исследования по электронно-лучевому методу нанесения интерференционных покрытий заданного спектрального диапазона, определить оптические характеристики интерференционных систем требуемого спектрального диапазона.

Выводы: в ходе работы было изучено получение пятислойного интерференционного слоя методом электронно-лучевого испарения. Так же были исследованы спектральные характеристики пропускания и отражения оптических интерференционных покрытий. Разработана программа по расчёту коэффициента отражения, показателя преломления и оптической толщины тонких пленок

Степень внедрения: результаты дипломной работы внедрены в учебный процесс кафедры оптики

Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет имени Франциска Скорины»

УТВЕРЖДАЮ

Проректор по учебной работе

учреждения образования

«Гомельский государственный университет имени Ф. Скорины»

профессор

И.В. Семченко

“___”_________ 2014 г.

А К Т

о внедрении результатов НИОКР в учебный процесс

Настоящий акт составлен об использовании в учебном процессе кафедры оптики методики определения коэффициента отражения, показателя преломления и оптической толщины тонких пленок.

(наименование разработки, объекта внедрения)

выполненную по теме дипломной работы «Электронно-лучевой синтез интерференционных покрытий оптического назначения»

(наименование НИР, номер госрегистрации, шифр в темплане)

Разработка использована в учебном процессе физического факультета кафедры оптики в 2014 учебном году

(факультета, кафедры, время внедрения)

При выполнении лабораторных работ по курсам «Основы корпускулярно-фотонных и ионно-лучевых технологий» и «Основы современных технологических процессов» (подготовке выполнении лабораторных, курсовых, дипломных работ, методик, обучающих) и позволяет студентам рассчитать коэффициент отражения, показатель преломления и оптическую толщину покрытий на основании спектральной интерференционной кривой.

Описание объекта внедрения прилагается (на обороте) и является неотъемлемой частью Акта.

Декан физического факультета Коваленко Д.Л.

Заведующий кафедрой (лабораторией) Алешкевич Н.А

Сотрудники, использующие разработку Федосенко Н.Н.

Описание объекта внедрения

Методика определения коэффициента отражения, показателя преломления и оптической толщины тонких пленок

1. Краткая характеристика объекта внедрения и его назначения.

Разработана программа в среде Excel с целью расчета коэффициента отражения от поверхности пленки, показателя преломления и оптической толщины покрытия. Исходные данные берутся на основании значений коэффициентов пропускания или отражения спектральной интерференционной кривой УФ-Вид диапазона.

2. Разработчики: Федосенко Н.Н., кандидат технических наук, доцент кафедры оптики «ГГУ им. Ф. Скорины», Синицкий С.В. студент 5-го курса специальности Физика (производственная деятельность). (фамилии, инициалы, должности и места работы разработчиков объекта внедрения)

3. Сотрудники, использующие разработку: Федосенко Н.Н., кандидат технических наук, доцент кафедры оптики. (фамилии, инициалы, должности сотрудников, использующих разработку в учебном процессе)

4. Начало использования объекта внедрения сентябрь 2014г. (месяц, год)

5. Число студентов (аспирантов, докторантов), пользующихся разработкой 25 студентов.

6. Дата и номер протокола заседания кафедры, на котором разработка рекомендована к внедрению в учебный процесс июня 2014г., протокол № .

Заведующий кафедрой (лабораторией) Алешкевич Н.А.

Разработчики Федосенко Н.Н.

Синицкий С.В.

Размещено на Allbest.ur