中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)成立于1964年5月,是我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所。发展至今,已形成以探索现代光学重大基础及应用基础前沿、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。研究...
中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)是我国建立最早、规模最大的激光专业研究所,成立于1964年,现已发展成为以探索现代光学重大基础及应用基础前沿研究、发展大型激光工程技术并开拓激光与光电子高技术应用为重点的综合性研究所。重...
上海光机所国际合作工作始终围绕上海光机所的主责主业,以服务重大任务和国家需求为牵引,强化目标导向,注重内外集成协同,加强重大国际合作任务的谋划。坚持“战略布局,需求牵引,技术引领,合作共赢”的原则,基于科技部授予的国家国际科技合作基地及本单位学科技术优势,围绕“一带一路”国家倡议,深化拓展与发达国家实质性合作,夯实海外机构建设,积极培育和发起国际大科学计划,加强国际组织任职推荐,组织相关国际会议等,汇聚各类国际人才,建立以“平台-人才-项目-组织”合作模式,融入全球创新合作网络,助力上海光机所成为国际一流科研机构。上海光机所国际合作一直得到所领导的高度重视,历届所长亲自主管国际合作。1972年,上海光机所接待诺贝尔奖的美籍华裔科学家杨振宁,标志着我所第一次对外开放。2007年,被科技部首批授予“科技部国际科技合作基地”。2016年,科技部首次对全国2006-2008年间认定的113家国际合作基地进行了评估,上海光机所获评“优秀”。2021年,科技部首次对全国719家国际合作基地进行了评估,上海光机所持续获评“ 优秀”。王岐山副主席到上海光机所视察时,对上海光机所近几年取得的系列科技成果,以及重大国际合作项目“中以高功...
作为我国建立最早、规模最大的激光科学技术专业研究所,和首批上海市科普教育基地之一,中国科学院上海光学精密机械研究所(简称:上海光机所)在致力于科技创新的同时,十分重视科普工作。多年来,上海光机所借助科研院所强大的科普资源优势,围绕光学与激光科学技术,积极开展公众开放日、科普讲座、科技课堂、科普作品创...
超强激光科学卓越创新简报
(第五百九十二期)
2025年1月9日
上海光机所在离子束溅射HfO2 薄膜退火研究方面取得新进展
近期,中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部薄膜光学研发中心研究团队在离子束溅射HfO2 薄膜退火研究方面取得新进展。相关研究成果以“Effect of annealing on ion-beam-sputtered hafnium oxide thin films properties”为题发表于Optical Materials。
激光薄膜是重要的光学元件,对光学原子钟、激光雷达和激光惯性约束聚变(ICF)等高精度、高功率激光系统的性能起着关键作用。因此对激光薄膜的弱吸收损耗和激光损伤阈值有着极其苛刻的要求。HfO2是一种重要的低吸收、高阈值材料,一直以来因其优异的材料特性而备受关注,而退火是改善薄膜性能的重要技术。
研究人员重点研究了退火温度对双离子束溅射沉积的 HfO2 薄膜性能的复杂影响。实验结果表明,退火温度在 500 °C 及以下时,HfO2 薄膜处于无定形状态,随着退火温度的升高,薄膜的透射率增加,薄膜吸收损耗显著降低,特别的退火温度在 400 至 500 °C 之间时薄膜吸收损耗最低到1 ppm。此外,退火过程改善了薄膜表面粗糙度,并最大限度地减少了其残余应力,薄膜的残余应力在 400 °C 时接近于零。当退火温度达到 600 ℃ 时,HfO2薄膜出现结晶现象,其整体性能变差,折射率进一步降低,残余应力从拉应力转变为压应力,并明显偏离零应力,弱吸收损耗显著增加。因此,400°C 是获得高质量 HfO2 薄膜的最佳温度。该研究为HfO2 薄膜退火温度的选择提供了参考,HfO2 薄膜随温度变化的表现出的不同薄膜特性对于制造应用于高精度、高功率激光系统的低吸收损耗和低应力薄膜有重要参考意义。
相关工作得到了中意政府间国际科技创新合作重点项目、国家自然科学基金委、中国科学院青年创新促进会、博士后科学基金等支持。
图1. 离子束溅射HfO2薄膜在不同温度下的XRD图谱
图2. 离子束溅射HfO2薄膜的(a)残余应力,(b)弱吸收损耗与退火温度的关系
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