石英基底增透膜的设计与制备
增透膜的制备及其性能的开题报告
增透膜的制备及其性能的开题报告一、研究背景随着人们生活水平的不断提高，人们对高质量生活的追求也越来越强烈。
在现代化的城市生活中，180万不可或缺的一个部分就是高科技产物。
我们用高科技“改善生活质量”不仅是物质和精神上的满足，更是推动社会和经济发展的不断推动力。
近年来，涂膜技术得到了广泛的关注和应用，其中增透膜因其资源高效利用，透光透热性能稳定，软硬度调整范围广等优点而在建筑、汽车、仪器仪表、光学等领域得到了广泛应用。
因此，通过提高增透膜的制备技术并深入研究其性能十分重要。
二、研究内容1. 制备技术探究。
研究不同的制备工艺流程，并比较它们的优劣之处。
探究添加剂对增透膜制备过程中的影响，并寻找更加高效的制备工艺流程。
2. 增透膜性能研究。
研究增透膜的透光性能、透热性能、硬度和强度等性能，并对其进行表征和分析。
3. 增透膜应用研究。
研究增透膜在建筑、汽车、仪器仪表、光学等领域的应用，并探究其应用效果。
三、研究方法1. 制备工艺：研究不同的制备工艺流程，选择最优工艺流程；添加剂对增透膜制备过程中的影响，寻找更加高效的制备工艺流程。
2. 性能分析：透光性能、透热性能、硬度和强度等性能的表征和分析，利用扫描电子显微镜和红外线光谱等方法进行表征。
3. 应用研究：研究增透膜在建筑、汽车、仪器仪表、光学等领域的应用，对其应用效果进行探究。
四、研究意义1. 增透膜的制备技术的不断提高，能够推动涂膜技术的进步，促进增透膜行业技术的发展。
2. 增透膜性能的研究，可以提高增透膜的透光透热等性能，增加其应用领域，推动其广泛应用。
3. 增透膜在建筑、汽车、仪器仪表、光学等领域的应用研究，可为相关领域提供先进、高效的技术和产品，满足人们日益增长的需要和要求。
石英基底增透膜的设计与制备
编号本科生毕业设计石英基底增透膜的设计与制备Design and Preparation of Quartz substrateantireflection coating学生姓名李准专业光电信息工程学号090212307指导教师张静学院光电工程学院二〇一三年六月毕业设计（论文）原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《石英基底增透膜设计与制备》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。
2．本人在毕业设计（论文）中引用他人的观点和研究成果，均在文中加以注释或以参考文献形式列出，对本文的研究工作做出重要贡献的个人和集体均已在文中注明。
3．在毕业设计（论文）中对侵犯任何方面知识产权的行为，由本人承担相应的法律责任。
4．本人完全了解学校关于保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交论文和相关材料的印刷本和电子版本；同意学校保留毕业设计（论文）的复印件和电子版本，允许被查阅和借阅；学校可以采用影印、缩印或其他复制手段保存毕业设计（论文），可以公布其中的全部或部分内容。
以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本文介绍了增透膜的镀膜工艺以及基本理论，并利用膜系设计软件设计了以JGS1石英玻璃为基底对635nm和1064nm处满足透射率要求的增透膜，选用ZrO2以及MgF2作为镀膜材料，采用电子束加热蒸发的方法进行薄膜制备，用石英晶体控制系统控制薄膜的物理厚度，在制备过程中努力改进工艺参数，提高控制精度。
利用TXX-700型镀膜机镀制薄膜。
最后，利用分光光度计对制备的增透膜进测试，测试结果透射率曲线满足技术要求。
关键词：增透膜膜系设计电子束加热蒸发石英晶体监AbstractThis article describes the antireflection film coating process and the basic theory ,and use coating design software designed to JGS1 quartz glass as the base for the 635nm and 1064nm transmission rate to meet the requirements of two antireflection coating. ZrO2 and MgF2 used as coating materials, using electron beam heating evaporation method for thin films, with quartz control system the physical thickness of the film, in the preparation process improvement process parameters to improve the control precision, the use of TXX-700-type coating machine coating made film. Finally, the use of spectrophotometer antireflection coating into the prepared test results transmittance curve to meet the technical requirements.Keywords: Antireflection coating; Coating design; Electron beam heating; Quartz crystal monito目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1目的和意义 (1)1.2增透膜 (1)1.3增透膜发展历史与国内外研究现状 (2)第2章膜系设计 (2)2.1材料选择基本原则 (2)2.2常用的镀膜材料 (3)2.3膜系设计 (4)第3章制备工艺 (6)3.1镀膜设备 (6)3.2镀膜系统工作原理 (7)3.2.1 真空系统原理 (7)3.2.2 电子束加热蒸发原理 (7)3.2.3 薄膜控制系统 (8)3.3主要工艺因素 (10)3.4工艺过程 (11)第4章误差及测试结果分析 (113)4.1实验结果 (113)4.2误差分析 (113)4.3薄膜质量测试 (14)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1目的和意义在光学系统中,光的反射不仅导致光能的损失,降低成像质量,而且在某些情况下甚至会造成安全隐患，为了减少光学器件表面光的反射,通常在其表面沉积单层或多层透明介质薄膜即为增透膜，增透膜的应用涉及医学、军事、太空探索等各行各业，为人类科技进步作出了重大贡献。
AR Coating Design in Zemax
原创原创：：用ZEMAX 设计光学设计光学薄膜薄膜薄膜应用举例应用举例---增透膜摘要：光学薄膜的设计分析功能是ZEMAX 亮点之一。
作为一个应用例子，本笔记总结了三年前我用V2005版作的一个4层增透膜设计， 涵盖了AR 膜系的分析，优化及公差， 现分享给光行论坛，抛砖引玉，希望与同好一起探讨。
MANG2004, 20110429.要求要求：：设计一个增透膜，用于可见波长430nm~ 670nm 激光窗口，石英基底，通光口径~Ф20，厚3，入射角0~2°，剩余反射小于0.5%。
设计步骤设计步骤：：建模，分析，优化，公差，结论。
详细如下：• 在COATING.DAT 中定义膜系材料SIO2 和TIO2的光学常数(n, k)， 如图1。
图1•在COATING.DAT中定义膜系mang2004，结构为1|LHLH|G, 各膜层物理厚度初始化值均为20nm，如图2。
各膜层的厚度将在稍后进行优化。
图2•在ZEMAX中建一个石英基底平-平透镜，通光口径Ф20，外径Ф22，厚3，入射角0~2°，选取图3所示波长。
图3•1）设置第2面为mang2004镀膜；2）选中Use Layer Multiplier；3）选择All Variable使所有膜层物理厚度成为变量，如图4。
图4•如图5： 1）绘制反射率-波长曲线：可以看出剩余反射~20%，没有达到要求，膜系需要优化。
2）编辑评价函数及边界条件：用操作数CODA定义评价函数---0°视场处波长#1#2#3#4透过率目标值为100%，用操作数CMGT, CMLT定义膜层厚度的边界条件>10nm, <180nm，权重均为1。
图5•图6：1）用全局搜索算法优化，这个过程需要点耐心；2）某个优化结果：镀膜面四个波长透过率的标称值分别为0.9976，0.9985，0.9994，0.9962。
图6•进一步研究图6的数据，1）选择适当比例绘制0°和2°反射率-波长曲线，可看出剩余反射标称值均小于0.5%；2）编辑公差表操作数TCMU，从Nominal栏提取到膜系结构为: 0.0876L0.11336H0.0352L0.01292H, 如图7。
增透膜的应用原理讲解
增透膜的应用原理讲解一、什么是增透膜？增透膜是一种在光学领域应用广泛的薄膜材料。
它能够增加特定波长的光线透过率，提高镜片或透镜的光学性能。
二、增透膜的原理增透膜的原理基于光的干涉现象。
当平行光线通过增透膜时，光线遇到膜层的上表面时发生一次反射和一次透射，进而经过多次内部反射和透射。
通过调整膜层的厚度和折射率，可以实现对光线的干涉、衍射和反射，从而使特定波长的光线透过率增加。
三、增透膜的主要应用增透膜在各个领域都有广泛的应用，下面列举了一些常见的应用场景：•眼镜：增透膜被用于镜片的表面，可以提高镜片的透光率，减少反射和散射，提高视觉清晰度和舒适度。
•光学仪器：增透膜被广泛应用于望远镜、显微镜、相机等光学仪器的镜片表面，可以提高光学仪器的分辨率和成像质量。
•显示器：增透膜被用于液晶显示器、LED显示屏等显示设备，可以提高显示屏的亮度和对比度，减少反射和眩光，改善图像质量。
•光伏电池：增透膜被应用于太阳能光伏电池的表面，可以提高光电转化效率，增加电池的发电能力。
•滤光片：增透膜被用作滤光片，可以选择性地透过或反射特定波长的光线，用于照明、摄影、化学分析等领域。
四、增透膜的制备方法常用的增透膜制备方法主要有下面几种：1.溅射法：通过在基底材料上靶材溅射，使靶材蒸发并沉积在基底上，形成增透膜。
2.离子束法：通过使用离子束轰击靶材，使靶材原子蒸发并沉积在基底上，形成增透膜。
3.溶胶凝胶法：通过将溶胶涂覆在基底上，然后通过烘烤和固化等工艺步骤，形成增透膜。
4.自组装法：通过调节溶液中的浓度和温度等条件，使溶液中的物质自组装成覆盖在基底上的增透膜。
五、增透膜的优势•提高光学设备的性能：增透膜可以提高光学设备的透光率、对比度和分辨率，提高图像质量和观看体验。
•降低能源消耗：增透膜可以减少反射和散射，提高光的利用效率，降低室内外照明的能源消耗。
•增加产品附加值：增透膜可以使眼镜、显示器、光伏电池等产品的性能得到提升，从而增加产品的市场竞争力和附加值。
膜系介绍
膜系介绍一、增透膜增透膜是光学元件中应用最广的光学薄膜，它的作用是使某一波长或某一波长范围的光几乎全部透过透镜或窗口片。
我公司可以在很多光学材料上制备增透膜，光谱范围从185纳米到16000纳米（16微米）。
增透膜的光学性能一般用剩余反射来表示，如单面R<1%，由于透镜和窗口有2个面，透过率就是T>98%。
您需要告诉我们所用的材料，抛光要求，要用的波长范围，光的入射角，是否用在高功率激光上，以便我们在镀膜时考虑激光损伤阈值。
1、单波长增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径2、双波长增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径3、宽带增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径二、高反膜高反射膜分介质高反射膜和金属反射膜，作用是把某一波长范围的光反射回来（0度入射）或折反到其他方向（比如45度入射折反到原光垂直的方向）。
由于介质膜光吸收很小，一般用测量透过率的办法来检验它的性能，如透过率T<0.2%,则反射率R>99.8%。
特别适合于激光谐振腔和光路折反的应用。
金属膜反射镜特点是在很宽的波段范围内具有很高的反射率，但它的机械性能和化学稳定性较差，激光损伤阈值较低，一般要镀介质保护膜或增强反射膜。
1、单波长介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径2、双波长介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径3、宽带介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径其他波长、入射角和尺寸可根据客户要求进行生产三、半反射膜半反射膜一般用在激光谐振腔的输出窗上，由于激光器增益不同，一般输出窗的反射率要求不同，我公司可制备出反射率从10%到99.7%的任意反射率，如在反射率80%情况下，可作到R=80+-2%。
膜系介绍
膜系介绍一、增透膜增透膜是光学元件中应用最广的光学薄膜，它的作用是使某一波长或某一波长范围的光几乎全部透过透镜或窗口片。
我公司可以在很多光学材料上制备增透膜，光谱范围从185纳米到16000纳米（16微米）。
增透膜的光学性能一般用剩余反射来表示，如单面R<1%，由于透镜和窗口有2个面，透过率就是T>98%。
您需要告诉我们所用的材料，抛光要求，要用的波长范围，光的入射角，是否用在高功率激光上，以便我们在镀膜时考虑激光损伤阈值。
1、单波长增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径2、双波长增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径3、宽带增透膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°通光孔径:>85%直径二、高反膜高反射膜分介质高反射膜和金属反射膜，作用是把某一波长范围的光反射回来（0度入射）或折反到其他方向（比如45度入射折反到原光垂直的方向）。
由于介质膜光吸收很小，一般用测量透过率的办法来检验它的性能，如透过率T<0.2%,则反射率R>99.8%。
特别适合于激光谐振腔和光路折反的应用。
金属膜反射镜特点是在很宽的波段范围内具有很高的反射率，但它的机械性能和化学稳定性较差，激光损伤阈值较低，一般要镀介质保护膜或增强反射膜。
1、单波长介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径2、双波长介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径3、宽带介质高反膜基底材料:熔石英, K9玻璃面型:<λ/10 @ 632.8nm光洁度:40-20倒角:0.5mm, 45°镀膜:电子束淀积多层介质膜入射角:0°,45°通光孔径:>85%直径其他波长、入射角和尺寸可根据客户要求进行生产三、半反射膜半反射膜一般用在激光谐振腔的输出窗上，由于激光器增益不同，一般输出窗的反射率要求不同，我公司可制备出反射率从10%到99.7%的任意反射率，如在反射率80%情况下，可作到R=80+-2%。
深紫外宽入射角范围增透膜设计与制备
（ ．ｎｔｕｅ ｆＯ ｔｓ ｎ ｌｃ ｏ ｉ ， ｈｎｓ ｃｄｍ Ｓ ｉ ｃｓ Ｃ ｅｇ ｕ６ ０ ， ｈｎ ； １Ｉｓ ｔｔｏ ｐｉ ｄ ｅｔ ｎｃ Ｃ ｉｅｅ ａ ｅ ｙｏ ｃ ｎ ｅ， ｈｎ ｄ ２ ９ Ｃ ｉａ ｉ ｃａ Ｅ ｒ ｓ Ａ ｆ ｅ １ ０
２ Ｇ ａ ｕ ｔ Ｕ ｉｅｓｙｏ Ｃ ｉｅｅ ｃｄ ｍ Ｓ ｉ ｃｓＢ ｏｎ ００ ９ Ｃ ｉａ ． ｒｄ ａｅ ｎｖｒｉ ｈｎｓ Ａ ａ ｅ ｙｏ ｃｅ ｅ， ｅ＇ｇ１０ ４ ， ｈｎ ） ｔｆ ｆ ｎ ｉ
第 ３ 卷第 ５ ９ 期
２ １ 年 ５月 ０２
光 电工 程
Ｏｐ ｏ－ ｅ ｔｏ ｉ ｇ ｎ ｅ ｉ ｇ ｔ Ｅｌｃ ｒ ｎ ｃＥｎ ｉ ｅ ｒｎ
Ｖｌ － ９ Ｎ Ｏ． ０ ３． ｌ ５ Ｍａ， ｙ ２０１ ２
文章 编号 ：１０— ０Ｘ（０２０— ０３ ０ ０３ ５ １ ２ １）５０ １— ５
大的变化 ；随着入射角度范围逐渐增大 ，适用于小入射角范围的三层膜系在大入射角时剩余反射率会迅速
增加 ，无 法很好 地满 足使 用要求 ； 曾 加膜 系层数能 有效 地降 低大入射 角时的剩 余反射 率 ，但是 膜层 增加会 给制 备带 来一定 困难 。因此在宽 入射 角范 围增透膜 的研 制过 程 中 ，需要对 不 同层数膜 系进 行设 计和制 备 对 比研 究 ，通过制 备和 测试 ，分析 不 同膜层数 增透 膜的光 谱性 能 ，确 定最 优的膜 系设计 及镀 膜工 艺参 数 。
通过 理论 计算 ，双面 镀三 种增 透膜 系的石英 基片 剩余 反射率 随入射 角 的变化 如 图 １ ，可 见 由于需要 兼 顾 大入射 角时 的剩 余 反射率 ，在入 射 角小于 ３。 三 层膜系 的剩余 反射 率 明显高于 其他 两种 膜系 ，达 到 了 ０时
增透膜及其制备方法[发明专利]
![增透膜及其制备方法[发明专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/f35053b5312b3169a551a475.png)
专利名称：增透膜及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：林耿,黄义宏
申请号：CN201580085479.6申请日：20151225
公开号：CN108430944A
公开日：
20180821
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种增透膜及其制备方法。
该增透膜以玻璃为基材，由两种薄膜形成材料氮化硅以及氧化铝交替叠加构成，其中，增透膜的最外层为氧化铝膜层。
该增透膜可以提高玻璃的硬度。
申请人：华为技术有限公司
地址：518129 广东省深圳市龙岗区坂田华为总部办公楼
国籍：CN
代理机构：北京中博世达专利商标代理有限公司
代理人：申健
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合成石英玻璃的薄膜涂覆技术
合成石英玻璃的薄膜涂覆技术石英玻璃是一种在光学、电子、光纤等领域中广泛应用的材料，其良好的透明性、高温稳定性和化学惰性使其成为一种理想的材料选择。
然而，为了进一步提升石英玻璃在特定应用中的性能，例如抗反射、耐磨损、辐射防护等，薄膜涂覆技术成为一种重要的方法。
合成石英玻璃的薄膜涂覆技术是指将某种功能性物质以纳米级别的厚度均匀地涂覆在石英玻璃表面上的技术。
这种薄膜涂覆技术可以在改变石英玻璃的透明性、抗反射性和化学性质的同时，还能增加其表面的机械强度和硬度。
制备合成石英玻璃薄膜的方法有很多种，其中最常用的是物理气相沉积（PVD）和化学气相沉积（CVD）技术。
PVD技术是通过将固态材料以蒸发或溅射等方式在石英玻璃表面形成薄膜，而CVD技术则是通过在高温下使气相中的材料分解并与石英玻璃表面发生反应形成薄膜。
在PVD技术中，常用的方法包括磁控溅射和电子束蒸发。
磁控溅射是一种利用高能离子束轰击目标材料并使之蒸发的方法，蒸发物质会在真空中沉积在石英玻璃表面形成薄膜。
电子束蒸发是通过聚焦电子束在固态材料上产生热能，并使之蒸发和沉积在石英玻璃表面。
这些方法能够控制薄膜厚度、组分和内部结构，从而调控薄膜的性质。
CVD技术是通过将化学物质在高温条件下分解为气体，并与石英玻璃表面发生化学反应形成薄膜。
这种方法能够制备非常均匀和致密的薄膜。
常用的CVD技术包括热CVD、低压CVD和气相外延等。
热CVD是将化学物质直接加热，使之分解生成气体并与石英玻璃反应。
低压CVD则是将气体压力降低至较低的范围，从而在较低温度下沉积薄膜。
气相外延是在基底上运行多次CVD过程，以形成更大的薄膜。
除了PVD和CVD技术之外，还有其他一些薄膜涂覆技术可应用于合成石英玻璃。
例如，溶胶-凝胶法利用溶液中的纳米颗粒在石英玻璃表面凝胶并形成薄膜。
离子注入和离子束沉积是将离子注入石英玻璃表面，使其形成薄膜的方法。
这些方法各有优劣，适用于不同的应用场景。
合成石英玻璃的薄膜涂覆技术在许多领域都有广泛的应用。
石英基底的ITO薄膜制备及光电性能
石英基底的ITO薄膜制备及光电性能徐书林;胡志强;张临安;聂铭歧;张海涛【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2015(034)001【摘要】采用脉冲磁控溅射法在高纯石英基底上制备了氧化铟锡(ITO)透明导电薄膜.通过X射线衍射仪、扫描电镜对石英基底上ITO薄膜的微观结构及表面形貌进行了分析,并且研究了溅射气压、溅射时间和衬底温度等工艺参数条件对以石英玻璃作基底制备的ITO薄膜的光电性能的影响.结果表明,在以石英为基底的氧化铟锡透明导电膜,在气压0.7 Pa、溅射功率45 W条件下,基片温度为300℃,溅射时间为45 min时,可见光透过率达83％,方块电阻达到5 Ω左右.【总页数】4页(P60-63)【作者】徐书林;胡志强;张临安;聂铭歧;张海涛【作者单位】大连工业大学新能源材料研究所,辽宁大连 116034;大连工业大学新能源材料研究所,辽宁大连 116034;大连工业大学新能源材料研究所,辽宁大连116034;大连工业大学新能源材料研究所,辽宁大连 116034;锦州新世纪石英(集团)有限公司,辽宁锦州 121000【正文语种】中文【中图分类】TB321【相关文献】1.不同基底的ITO薄膜制备及其光电性能 [J], 杨坤;胡志强;王海权;于洋;张海涛;王志昕2.掺铌纳米ITO粉末制备及其ITO膜光电性能研究 [J], 刘浩;张维佳;丁照崇;贾士亮;郭卫;吴倞3.In和Te掺杂PbSe薄膜制备及其对薄膜光电性能的影响机制 [J], 孙喜桂;佟占勇;高克玮;庞晓露;杨会生4.磁控溅射掺铝氧化锌薄膜制备及其光电性能分析 [J], 杨珮艺; 王永顺; 吴蓉5.基于石英基底的PZT薄膜制备研究 [J], 崔岩; 孔祥新; 于舜尧; 李嘉豪因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
增透膜设计实验报告
增透膜设计实验报告增透膜设计实验报告导言随着科技的不断发展，人们对于光学材料的需求也越来越高。
在光学领域中，增透膜是一种非常重要的材料，它可以提高光的透过率，减少反射率，从而改善光学器件的性能。
本实验旨在设计一种增透膜，并通过实验验证其性能。
实验目的本实验的目的是设计一种增透膜，通过实验验证其透过率和反射率的性能，并对其进行分析和评价。
材料与方法本实验所使用的材料包括透明基底材料、增透膜材料和光学测试仪器。
首先，我们选择了一种透明基底材料，如玻璃或塑料。
然后，在基底材料上涂覆一层增透膜材料，通常使用多层膜堆结构。
最后，使用光学测试仪器对增透膜进行测试，包括透过率和反射率的测量。
实验结果与分析通过实验测量，我们得到了增透膜的透过率和反射率数据。
透过率是指光线穿过增透膜的比例，反射率是指光线被增透膜反射的比例。
根据测量结果，我们可以分析增透膜的性能。
首先，透过率是衡量增透膜性能的重要指标。
透过率越高，说明增透膜对光线的吸收和散射越小，光线能够更好地穿过增透膜。
在实验中，我们可以通过调整增透膜的厚度和材料的选择来改变透过率。
通过对实验数据的分析，我们可以确定最佳的增透膜设计方案，以达到最高的透过率。
其次，反射率也是评价增透膜性能的重要指标。
反射率越低，说明增透膜对光线的反射越小，光线能够更好地穿过增透膜。
在实验中，我们可以通过调整增透膜的折射率和材料的选择来改变反射率。
通过对实验数据的分析，我们可以确定最佳的增透膜设计方案，以达到最低的反射率。
结论通过本实验，我们设计了一种增透膜，并通过实验验证了其透过率和反射率的性能。
根据实验结果和分析，我们可以得出以下结论：1. 增透膜的透过率和反射率受到材料的选择和厚度的影响。
2. 通过调整增透膜的材料和厚度，可以改善增透膜的性能。
3. 最佳的增透膜设计方案应该在透过率和反射率之间取得平衡。
进一步研究本实验只是对增透膜的基本性能进行了初步的探究，还有许多方面可以进行进一步的研究。
增透膜的制备方法
增透膜的制备方法
增透膜是一种能够增强光传递效率的薄膜，一般是通过在透明基材上涂布含有
特定折射率的多层薄膜来实现。
在光学仪器、显示器、太阳能电池等领域中都有广泛的应用。
下面介绍一种常见的增透膜制备方法。
材料
•透明基材：玻璃、有机玻璃、聚酰亚胺膜等
•杂化SiO2/TiO2薄膜前体：通常使用四乙氧基硅烷（TEOS）和钛酸四丁酯（TBT）为原料，使用NH4OH为碱催化剂，乙醇为溶剂
•溶剂：正丙醇或异丙醇等
制备步骤
1.准备基材：将透明基材进行去污处理，保证表面干净无尘。
如果需要，
可以进行单面或双面抛光，以提高光传递效率。
2.制备杂化SiO2/TiO2薄膜前体：将TEOS和TBT按一定比例加入含
NH4OH的乙醇中，保温反应9-12小时，得到透明的溶胶-凝胶体系。
3.涂布溶胶-凝胶体系：将制备好的溶胶-凝胶体系均匀涂布在透明基材
上，可以使用旋涂、喷涂、刷涂等方案。
涂布后放入烘箱中，进行固化和退火处理，使得杂化SiO2/TiO2薄膜前体形成多层结构。
4.循环涂布：重复涂布和固化处理，直到得到需要的增透效果。
不同的
涂布次数和涂布顺序会影响增透膜的性能，需要进行研究和优化。
5.表面处理：为了增加增透膜的耐久性和稳定性，可以进行表面处理。
例如，可以在增透膜表面上覆盖一层带有亲疏水性的聚合物。
总结
增透膜的制备需要对不同物质的物理化学性质有较深入了解，同时需要进行大
量实验和优化，以得到符合要求的膜。
在实际应用中，还需要进行性能测试和优化，以提高增透膜的应用效果。
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编号本科生毕业设计石英基底增透膜的设计与制备Design and Preparation of Quartz substrateantireflection coating学生姓名李准专业光电信息工程学号090212307指导教师张静学院光电工程学院二〇一三年六月毕业设计（论文）原创承诺书1．本人承诺：所呈交的毕业设计（论文）《石英基底增透膜设计与制备》，是认真学习理解学校的《长春理工大学本科毕业设计（论文）工作条例》后，在教师的指导下，保质保量独立地完成了任务书中规定的内容，不弄虚作假，不抄袭别人的工作内容。
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以上承诺的法律结果将完全由本人承担！作者签名：年月日摘要本文介绍了增透膜的镀膜工艺以及基本理论，并利用膜系设计软件设计了以JGS1石英玻璃为基底对635nm和1064nm处满足透射率要求的增透膜，选用ZrO2以及MgF2作为镀膜材料，采用电子束加热蒸发的方法进行薄膜制备，用石英晶体控制系统控制薄膜的物理厚度，在制备过程中努力改进工艺参数，提高控制精度。
利用TXX-700型镀膜机镀制薄膜。
最后，利用分光光度计对制备的增透膜进测试，测试结果透射率曲线满足技术要求。
关键词：增透膜膜系设计电子束加热蒸发石英晶体监AbstractThis article describes the antireflection film coating process and the basic theory,and use coating design software designed to JGS1quartz glass as the base for the635nm and1064nm transmission rate to meet the requirements of two antireflection coating.ZrO2and MgF2used as coating materials,using electron beam heating evaporation method for thin films,with quartz control system the physical thickness of the film,in the preparation process improvement process parameters to improve the control precision,the use of TXX-700-type coating machine coating made film.Finally,the use of spectrophotometer antireflection coating into the prepared test results transmittance curve to meet the technical requirements. Keywords:Antireflection coating;Coating design;Electron beam heating;Quartz crystal monito目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)1.1目的和意义 (1)1.2增透膜 (1)1.3增透膜发展历史与国内外研究现状 (2)第2章膜系设计 (2)2.1材料选择基本原则 (2)2.2常用的镀膜材料 (3)2.3膜系设计 (4)第3章制备工艺 (6)3.1镀膜设备 (6)3.2镀膜系统工作原理 (7)3.2.1真空系统原理 (7)3.2.2电子束加热蒸发原理 (7)3.2.3薄膜控制系统 (8)3.3主要工艺因素 (10)3.4工艺过程 (11)第4章误差及测试结果分析 (113)4.1实验结果 (113)4.2误差分析 (113)4.3薄膜质量测试 (14)结论 (16)参考文献 (17)致谢 (18)第1章绪论1.1目的和意义在光学系统中,光的反射不仅导致光能的损失,降低成像质量,而且在某些情况下甚至会造成安全隐患，为了减少光学器件表面光的反射,通常在其表面沉积单层或多层透明介质薄膜即为增透膜，增透膜的应用涉及医学、军事、太空探索等各行各业，为人类科技进步作出了重大贡献。
在科技日新月异的今天,现代通讯，能源利用，宇航技术等领域的飞速发展,为光学薄膜的发展提出了更高的要求。
而石英以其优良的光学性能，比如热膨胀系数小、透光范围极宽，从紫外到远红外等，成为了光学系统中常用的材料。
本课题旨在将石英与增透膜结合，以石英为基底镀上增透膜，以提高石英表面的光学质量,在更广的波长范围内消除或降低反射的干扰。
做出透过率更好，耐酸与耐水性更高，光谱稳定性好，更高的抗激光损伤能力等优点。
适合于更多不同领域应用的镀膜石英材料。
1.2增透膜增透膜是光学薄膜中应用最多的膜系之一，在所有的光学薄膜中，增透膜起着最重要的作用。
增透膜又叫减反射膜顾名思义，减反射膜就是在光学元件表面上镀光学薄膜，用于减少光学元件表面的反射，增加光线的透过率,从而提高在工作波长或波段内的性能理想的减反射膜反射率应为零，按照膜的层数不同分别有单层膜!双层膜和多层膜，当只需要减少部分光学元件表面反射时,可以使用单层膜,它能够用于宽波段,带宽宽于多层窄带增透膜，它受入射角的影响不大,所以允许较大的入射角，多层窄带增透膜在指定波长处的剩余反射非常小，适用于多种激光用途"双波长增透膜,对于双波长增透膜而言，在两个不同波长处都能产生很低的反射和很高的透过，例如532nn/1064mn和633nm/1064nn这种薄膜通常用于倍频激光系统和两个或多个不同波长组成的混合光中多层宽带增透膜在宽波段内能有效地减少光学元件表面反射，很好地提高透过率。
1.3增透膜发展历史与国内外研究现状科学家们很早就开始研究减反射膜，约瑟夫琅和费于1817年使用酸蚀法制成了第一批减反射膜，1866年,Lodrer发现,失泽的冕玻璃反射率比刚抛光的玻璃更低,原因是玻璃表面上形成了一层薄膜,它的折射率低于基底玻璃的折射率。
1891年,Der Tyaelr发现使玻璃失泽的薄膜增加了望远镜物镜的透射率这一发现后,他致力于用腐蚀法使玻璃表面人工失泽,以降低折射界面的反射，这种减反射效果曾被解释为在玻璃基底与空气间形成了一层具有中间折射率的膜层，更令人惊奇的是，当时还发现反射光的颜色随蚀刻的厚度不同而变化，当反射光呈紫铜色时,便获得最大减反射效果Kollmogrne继承了这一工作，并进一步发展了化学浸蚀法，使之用于处理各种不同牌号的玻璃。
从薄膜的角度来看最有意义的进展是1899年出现的Fbayr一Peor汗涉仪,它已成为薄膜滤光片的一种基本结构形式。
1937一1947年期间,减反射和增反射膜系以及干涉单色滤光片的多层膜理论相继应运而生，Abeels提出了薄膜系统的矩阵算法,用光的电磁理论对分层介质作了最普遍的处理"二十世纪50年代,有关光学薄膜的理论教程相继问世"这些著作的问世为减反射薄膜的设计奠定了坚实的基础。
1942年,三层减反射膜的镀制成功，直至今天,就其生产总量来说,它仍然超过其它种类的薄膜,而且又有了许多新的突破,由于科技的发展，新材料的出现以及制造水平与设计水平的提升,人们对减反射薄膜的性能指标要求也越来越高,减反射膜的应用领域也越来越广泛。
增透膜是应用最广、产量最大的一种光学薄膜，因此，它至今仍是国内外光学薄膜技术中重要的研究课题，研究的重点是寻找新材料，设计新膜系,改进淀积工艺,使之用最少的层数，最简单、最稳定的工艺，获得尽可能高的成品率，达到最理想的效果。
在过去的数年里，国内增透膜的应用已扩展到各个领域,除了光学仪器，眼镜玻璃，橱窗和建筑玻璃外，工业、农业、建筑、交通运输、医学、军事、天文、红外物理学、激光技术以及宇航技术等各个领域的应用也日趋丰富和完善。
从镀膜材料，制备方法到监控技术，都大大突破了传统方式方法的限制。
镀膜面积从小口径透镜发展到大面积的幕墙玻璃;镀膜生产从单室制备发展到连续镀膜生产线制备,制备方法从电阻加热发展到磁控溅射，离子源辅助沉积等手段。
大大提高了制备能力及成膜质量;镀膜材料从氟化镁到其它各类功能材料，己能满足各种特殊光谱性能要求：基底材料从玻璃发展到塑料，陶瓷，晶体等其它材料，提高了成膜的灵活性；膜厚监控技术大大发展，从光电极值法发展到石英晶体振荡膜厚控制，CCD宽光谱膜厚实时控制等计算机自动控制技术大大提高了监控精度和监控范围[3]。
国外对增透膜的研究同样投入大量的人员和经费（如法国里梅尔国家实验室等），详细研究了工艺参数（如H2O/TEOS摩尔比、酸碱度、反应温度等）对薄膜结构和性能的影响，并在此基础上制得了性能优异的增透膜。
国外镀膜设备基本实现了设备制造中心、设备工艺服务中心、设备操作者、工艺工程师之间通过网络连接,可进行远程操作、监控、工艺技术交流与共享。
在国际上离子工艺技术在光学镀膜工艺上已大量应用，离子辅助沉积技术应用最普遍。
等离子体反应镀膜技术、等离子反应溅射技术、离子束溅射技术、低压反应离子镀技术等将会得到更多的应用；激光反应镀膜技术也受到较大重视。
第2章膜系设计2.1材料选择基本原则薄膜材料的选择,关系到膜系的设计结果及最终制备的结果，尤其是膜系设计的同时，必须考虑到实际制备工艺的可行性,因此,膜材的选择成为很关键的一个步骤。
在这里，根据以下几条原则对膜材做慎重的比较和选择：（1）透明度：介质化合物材料的大部分在可见区和近红外波段是透明的，相对介质材料而言,半导体材料的禁带宽度要窄得多,光激发后,价带中的电子容易进入导带,所以它们的短波吸收限移向长波,它们一般在近红外和红外区透明。
一般情况下,我们选择材料的原则是:要求的波段在材料的透明区内,并且材料有尽可能高的透明度,即尽可能小的消光系数。
（2）折射率：材料的折射率是由它的价电子在电场作用下的性质决定的。
ε=,由此可见,如果材料外层价电子价电子的极化性质决定了材料的介电常数2n很容易极化,那么材料的折射率一定很高。