一、宽光谱膜厚监控仪的研制（论文文献综述）
刘路[1]（2021）在《中红外光学天线的共振特性和光场调控性能研究》文中指出中红外波段具有大气透明窗口、热辐射和分子指纹吸收等特殊性质,在基础研究和应用领域具有广阔的研究价值。光学天线是微纳光学中近年来新兴的概念,类似于射频和微波天线,光学天线能实现自由空间传播的光场与亚波长局域场能量之间的耦合和交换,是光场调控的有效途径。亚波长金属或介质结构中的共振模式在发光器件、光电调制器和光谱技术等领域有着广泛的应用。本论文对中红外光学天线的共振模式特性和物理机理进行了深入研究,采用金属-介质-金属结构研制了尺寸渐变的条形贴片和非对称“十”字型微结构天线,实现了多个磁偶极子叠加和杂化形成的磁共振、环形矩和磁四极子等新颖共振模式,揭示了角度不敏感的宽带共振吸收、高品质因子、偏振选择性激发等独特模式特点,并实现了微结构调控的宽带红外吸收、交叉偏振转换和高灵敏折射率传感等性能。研究结果丰富了红外光学天线的新颖特性,对于微结构等离子天线共振模式的理解和器件研制具有研究价值。论文的主要创新研究工作包括:1.基于多个磁偶极子的共振叠加,设计并制备了尺寸渐变的条形贴片天线,实现了角度不敏感的中红外近完美宽带吸收。金属-介质-金属三层结构中的磁偶极子共振被广泛用于实现各个波段的完美吸波体,本论文基于磁偶极子与自由空间光之间的角度不敏感耦合机理,提出了尺寸渐变的金属条形贴片天线,其结构由300 nm厚的Cu基底、600 nm厚的Al2O3介质和100 nm厚的金属条阵列组成,其中上层的金属条的宽度在1.6?m到4.2?m范围内逐渐变化。实验测试表明该天线样品在29.2～38 THz频段的吸收率超过80%,在0?-75?入射角范围内均保持宽带强吸收特征,具有角度不敏感的共振吸收新性质。2.利用多个磁偶极子的耦合杂化,设计并制备出非对称的“十”字型微结构天线,实现了具有高品质因子的环形矩共振模式,并揭示了其独特的偏振转换和折射率传感性质。受限于金属本身的欧姆损耗,常规金属微结构中的电共振和磁共振模式通常具有较高损耗,其品质因子一般小于20。基于多个磁偶极子的相干耦合,论文研制了非对称的“十”字型微结构天线,其由300 nm厚的Cu基底、500 nm厚的Zn Se介质和金属条阵列组成,其中上层的金属条阵列由四个长为550-700 nm、宽为150 nm的金属棒按“十”字型非对称方式排列。测试结果表明天线样品在82.6 THz处具有环形矩共振模式,其磁场呈首尾相连的涡旋状,品质因子Q为60.2。该模式在-45°、15°和75°等特殊偏振角度下被激发,在-90°、-60°、-30°、0°、30°、60°和90°等偏振角度下具有效率为17%的交叉偏振转换性能,同时还具有优值FOM为4的折射率传感性能。该项工作实现的环形矩模式的品质因子和折射率传感优值是红外波段同类金属天线中的最高值。3.在所研制的非对称“十”字型微结构天线中,还实现了具有高品质因子的磁四极子共振模式。磁四极子作为一种高阶的磁共振模式,具有低辐射损耗和强局域场增强等重要特性,由于其具有暗模式的属性,在光学天线结构中通常难以被观察。在论文研制的非对称“十”字型微结构天线中,除了82.6 THz处的环形矩共振模式,实验在80.4 THz处还观察到了磁四极子模式,多极子展开分析表明该模式由方向相反的两对磁偶极子耦合形成,具有86%的共振吸收,品质因子Q为57.4,在-75°、-15°和45°等特殊偏振角度下被单独激发,其激发的偏振条件与82.6 THz处的环形矩共振模式不同。此外,该磁四极子模式在-90°、-60°、-30°、0°、30°、60°和90°等偏振角度下具有效率为18.4%的交叉偏振转换性能,与82.6 THz处的环形矩共振模式类似。该工作揭示的磁四极子模式对于光学天线结构中高品质因子暗模式的研究具有启发意义。
张功[2]（2020）在《短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究》文中提出随着科学技术的飞速发展,红外探测技术逐渐从单波段发展至多波段相融合。短中波红外探测系统将短波红外及中波红外探测技术相结合,使其在微光夜视、识别伪装、穿透雨雾等方面具有独特的优势,成为了红外探测技术的研究热点。短中波红外探测系统中的光学元件折射率较高,光能量入射到元件表面时会有很大的能量损失,致使进入系统的能量减弱,降低了探测系统的精度及响应速度。因此,需要在光学元件表面沉积光学薄膜,提高光学元件的透过率,降低能量损失,提高探测系统性能。短中波红外探测系统在室外工作时会面对雨淋、砂尘等复杂天气条件,特别是在侦查、追踪、空空导弹拦截等军事用途时,将面临高低温、湿热、霉菌等极端环境条件的挑战。故而,短中波红外探测系统的光学薄膜在具有高透过率的光学性能的同时,还需要具备耐高低温、耐霉菌、耐盐雾等良好的耐环境适应性。研究高透过率、耐环境适应性好的短中波红外探测系统光学薄膜对推动短中波红外探测系统的发展具有重要意义。本论文在Si基片表面,研制了1.5～5μm波段T≥96%的短中波红外探测系统光学薄膜,其以SixGe1-x、SiO、MgF2三种材料组合研制增透膜,全氢聚硅氮烷固化SiO2研制保护膜。该薄膜具有高透过率、耐摩擦、抗腐蚀等性能,具体的研究内容如下:依据Willey公式,选取增透膜材料。根据公式的计算结果,分别选择SiO、MgF2作为中、低折射率材料;而常用高折射率材料不满足计算要求,需要研制SixGe1-x混合薄膜作为高折射率材料。根据高折射率材料的透明区及折射率的要求,采用气相混合蒸发技术,并以Ar:H2离子束流弥补悬挂键,降低非晶缺陷引起的光谱吸收,研制高折射率SixGe1-x混合薄膜;并根据OJL模型及KKR变换关系,准确拟合SixGe1-x薄膜的光学常数。针对MgF2薄膜易吸潮问题,研究了低吸水MgF2薄膜制备技术。以O2为离子源反应气体,在提高聚集密度的同时填补阴离子空位,降低了MgF2薄膜对水汽的吸附。针对薄膜耐环境性能及光谱性能的要求,开展了低吸收高透过率保护膜的研究。采用全氢聚硅氮烷以旋涂固化法制备保护膜,填补膜层孔隙,阻隔水汽,提高膜层耐环境性能。研究了全氢聚硅氮烷液态膜均匀旋涂技术及低温等离子体固化技术,制备了满足指标需求的SiO2保护膜。采用上述薄膜材料,开展膜系结构设计的研究。基于线性规划模型及对称膜系的等效层理论,设计了宽波段高透过率薄膜初始膜系结构。采用遗传算法对膜系结构进行优化,并对其膜厚敏感度进行分析。为降低膜系结构的膜厚敏感度,构建了同时具有光谱优化与膜厚敏感度优化能力的新型评价函数,设计了低膜厚敏感度宽光谱高透过率的膜系结构。针对膜系制备过程中,MgF2薄膜附着力差的问题,开展提高MgF2膜层附着力的研究。依据热应力力矩模型与吸附理论分析MgF2的破损机理,以混合气相蒸发Al2O3与SiO2混合膜作为过渡层,有效的提高了膜层的附着力。对制备完成的薄膜进行光谱性能测试及耐环境适应性测试,并根据测试结果对薄膜性能进行分析。测试结果表明,所制备的薄膜在1.5～5μm的光谱透过率的平均值为97.6%、光谱透过率的最低值为96.8%,其同时具有耐摩擦、耐盐雾、耐霉菌、耐高低温等耐环境性能,能够满足短中波红外探测系统的指标要求。
吕起鹏[3]（2019）在《离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究》文中进行了进一步梳理高精密光学系统对光学薄膜的光学和力学等性能的要求日益提高。光学元件在满足高的光谱特性、超低吸收率和散射损耗的同时,还要求其镀膜后保证高的面形精度以及高的环境稳定性。离子束溅射技术由于其工作性能稳定,所制备的薄膜的光学和力学性能优良等优点,是目前光学薄膜最主流的制备技术并被广泛应用于高精密光学薄膜制备中。但是,该技术的缺点是所制备的薄膜通常具有高的压应力,导致光学元件在镀膜后产生大的应力形变,更严重的是随着薄膜层数的增加,在膜层中积累的应力会导致薄膜出现翘曲、龟裂、脱落等失效现象。因此,系统研究离子束溅射沉积光学薄膜的应力特性和应力形变控制技术具有重要的理论意义和工程应用价值。本论文研究了在离子束溅射镀膜过程中氧流量和成膜方式对Ta2O5、SiO2薄膜光学与应力特性的影响规律,表征了退火热处理后Ta2O5薄膜应力状态反转以及SiO2薄膜应力线性变化的规律性;基于Ta2O5、SiO2薄膜在不同退火温度下的应力演变规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英元件曲率半径的方法,并建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型;提出了基于宽波段复杂膜系的膜厚监控策略以及膜厚均匀性修正的优化模型;成功实现了大口径光学元件上Ta2O5/SiO2多层膜的应力形变控制。本论文的主要结论如下:1.在Ta2O5镀膜过程中通过调节氧流量可有效地降低薄膜吸收率且Ta205成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可明显地调控Ta2O5薄膜的应力状态。氧流量的减小增大了薄膜的沉积速率,并导致薄膜表面粗糙度增大。在20 μm膜厚范围内,应力形变与Ta2O5薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Ta2O5薄膜应力稳定、无释放。退火热处理影响Ta2O5薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,Ta2O5薄膜压应力减小,当温度为591 K时,薄膜应力开始由压应力状态转变为张应力状态,出现应力反转,且张应力随着退火温度的升高而变大。同时,随着退火温度升高,薄膜光学厚度增加,折射率减小,表面粗糙度变大,表面元素化学计量比更加趋于理想化学计量比。退火温度继续升高到933 K时,Ta205薄膜结构由无定形态向六方相转变。2.在SiO2镀膜过程中成膜方式可以明显改变其微观结构、光学和力学特性且Si02成膜后具有高的环境稳定性,随后的退火热处理可以明显地降低Si02薄膜的应力。直接溅射SiO2靶制备的SiO2薄膜表面粗糙度更低,压应力更小。在30 μm膜厚范围内,应力形变与SiO2薄膜厚度近似呈线性关系。经60天室温环境下的时效测试,Si02薄膜应力稳定、无释放;退火热处理影响SiO2薄膜的应力状态、光学特性和薄膜结构,随着退火温度的升高,SiO2薄膜的压应力线性减小,但SiO2薄膜一直处于压应力状态,没有出现应力反转。基于SiO2薄膜在不同退火温度下的光学与应力特性的变化规律,提出利用SiO2薄膜应力精确控制大曲率石英光学元件曲率半径的方法。利用上述方法可以将石英元件曲率半径的精度提高至0.2%,且折射率接近于石英基底体材料,保持了良好的光学特性。3.基于Ta2O5、SiO2薄膜在退火热处理后的应力演变规律,建立了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,利用该模型可以有效降低多层膜应力形变,进一步结合Ta2O5和SiO2周期数对元件应力形变影响的规律,引入膜堆周期数应力修正因子修正了 Ta2O5/SiO2多层膜应力控制模型,通过调控Ta2O5和SiO2薄膜膜层厚度比,实现了非规整高反膜系的应力形变控制。针对单点工作波长膜系,为不改变其中心波长的光谱特性,提出引入光学薄膜理论中“虚设层”的概念优化多层膜应力控制模型,实现了高反射膜系的面形控制。针对宽波段复杂膜系,在不影响工作波段光谱特性的前提下,提出引入“缓冲层”优化多层膜应力控制模型,使得多层膜在退火热处理之后增加了薄膜张应力变量,实现了增透膜系的面形控制。4.在宽光谱膜厚监控技术监控复杂膜系沉积过程中,提出了宽光谱监控、时间监控相结合以及波长间接监控的监控策略,可以有效减小膜层厚度误差,提高膜系的成品率。利用宽光谱监控和时间监控相结合的监控策略,以宽光谱膜厚监控技术监控敏感膜层并结合时间监控法监控超薄层以及折射率匹配层的方式实现了薄膜敏感层、超薄层以及折射率匹配层的精确监控;利用宽光谱波长间接监控策略,以宽光谱膜厚监控系统的监控波长间接监控复杂膜系的膜层厚度的方式实现了宽波段复杂膜系的波长间接监控,所制备的膜层厚度产生的随机误差较低。通过引入实际遮挡弧长修正因子对多层膜厚度均匀性的修正模型进行了优化,提高了膜厚均匀性修正效率和精度,利用该优化模型实现了360 mm直径工件盘上薄膜厚度均匀性优于±0.1%。
赵磊[4]（2014）在《新型激光膜厚监控方法研究》文中研究表明光学薄膜的光谱特性与膜系中每一层薄膜的光学厚度密切相关,为了使镀制的光学薄膜符合性能指标,必须对每一层膜厚进行实时监控。随着科学技术的高速发展,人类对光学仪器的性能指标提出了更高的要求,光学薄膜的光学性能指标也相应地提高了,对膜层厚度的监控精度要求也就越来越高。石英晶振法作为光学薄膜任意厚度监控的主要方法,对薄膜的质量厚度实时监控,该方法对每一层光学薄膜的监控精度非常高。而由于光学监控具有自动补偿功能,前一层膜的误差可以通过后层进行补偿,因此,每一层的监控精度要求会降低。光学方法膜厚监控存在的主要难点是：单波长光信号强度低、镀膜机内杂散光与电路中各种噪声的消除、任意厚度光学薄膜的实时监控。本文研究的主要内容有：首先,作者提出了一种监控任意厚度光学薄膜的新算法（纯数学的数据加工方法）,经过该算法的处理,透射率和光学厚度呈线性关系,并且通过补偿可以有效地抑制光源波动对监控精度的影响。使用Matlab软件对算法流程进行仿真,绘制出膜厚监控曲线,并计算其线性度。其次,对膜厚监控仪的光学系统进行设计,选择适当的光学零件、设计光路,并对光学系统装调结构进行设计。再次,对噪声处理常用技术,比如调制、解调、均值滤波和锁相放大进行讨论,结合上述方法,使用Simulink工具箱对膜厚监控过程仿真,得到平滑的膜厚监控曲线。最后,选择NI公司的PCI-6281数据采集卡对膜厚监控信号进行采集,送入计算机处理和显示。最终实现任意厚度光学薄膜的实时监控,控制精度在2%左右。
华显立[5]（2013）在《光学膜厚监控技术》文中指出影响光学薄膜器件特性的众多因素中,膜层的折射率和光学厚度是两个最重要的因素。尤其对正在淀积的膜层的折射率精确测量极为困难,膜厚监控便成为了薄膜制备成败的关键。文章介绍了几种典型膜厚监控方法基本工作原理和最新进展。
张沛强,罗宇强,王巧彬[6]（2012）在《基于宽光谱的嵌入式膜厚监控系统》文中研究说明为了实时准确监控光学镀膜膜层厚度,基于宽光谱扫描法,结合嵌入式控制技术,开发出一套以ARM9与Linux系统的高效嵌入系统为基础,应用于光学镀膜工艺过程监控镀膜层厚度的监控系统。本系统能通过在薄膜生长过程中实时、高精度地测量其宽光谱特性,对镀膜过程进行自动控制。详细阐述了该系统的工作原理、硬件系统和软件系统,实验结果表明,系统具有较高的监控能力,性能稳定。
尚小燕,韩军,姜旭[7]（2012）在《宽光谱膜厚监控系统的评价函数修正技术》文中研究指明基于评价函数的宽光谱膜厚监控系统,由于实测光谱曲线和理论光谱曲线相背离,使得评价函数发散,监控失败。利用实测的膜层透射率光谱曲线,对于已镀层,利用模拟退火算法实时拟合其实际的光学常数,据此修正目标透射率曲线,并补偿吸收的影响,重新设计膜层数及预镀层厚度,获得新的评价函数,如此对评价函数进行逐层修正。实验结果表明,薄膜厚度监控误差可以达到10-2以下,精度完全可以满足实际要求。
李春喜,邓华秋,任豪[8]（2011）在《嵌入式宽光谱在线膜厚监控系统设计》文中研究说明通过对宽光谱膜厚监控原理分析,设计出一套便携的嵌入式宽光谱在线膜厚监控系统。该系统基于ARM9内核微控制器S3C2440,采用Linux操作系统,使用跨平台Qt2开发可实时监控界面。系统通过USB光纤光谱仪采集光谱数据,S3C2440微控制器对采集的光谱数据通过宽光谱扫描、评价函数、单波长极值等多种方法进行综合处理,最终达到监控镀膜过程中的光学膜厚的目的。系统测试表明,该系统测量精度高、测量速度快且便于携带。
钟震宇,卢杏坚,曹永军[9]（2011）在《一种嵌入式大量数据处理技术的研究》文中进行了进一步梳理在检测、监控过程中常会遇到嵌入式系统采集和处理大量数据的问题,本文以复合光路膜厚监控仪为例,从系统结构组成、运算量的优化等方面对上述问题进行了探讨。
蔡清元[10]（2011）在《薄膜生长的宽光谱监控技术及其应用研究》文中进行了进一步梳理高性能的光学薄膜器件的制备需要有先进的薄膜制备技术、监控技术及检测技术作支撑。作为一种非常重要的薄膜生长监控技术,光学监控技术正从单波长监控方式向多波长和宽光谱监控方式发展。以提高薄膜生长监控精度及薄膜生长工艺为目标,本论文针对宽光谱监控技术进行了研究,同时也研究了生长速率、薄膜厚度、温度等参数对薄膜的光学常数的影响。主要内容包括：1、研制了用于电子束蒸发薄膜生长设备的一套宽光谱监控系统,解决了系统研制过程中的各种软硬件问题。对传统的宽光谱监控数据处理方法进行了改进,大大减少了计算量。提出软硬两种处理方法去除衬底干涉噪声,并分别采用K9玻璃衬底和双面抛光硅片衬底制备了窄带滤波片,均实现了良好的带通特性。利用宽光谱监控系统的在位误差补偿功能,所制备的薄膜的最终光谱与理论模拟光谱符合得很好,验证了所研发的红外宽光谱监控系统具有满意的监控效果。2、研究了SiO2薄膜光学常数随生长厚度变化的趋势,及这种趋势与生长速率的关系。利用电子束蒸发方法在硅片衬底上制备系列SiO2薄膜样品,厚度范围为～1m到600nm。采用变角度椭圆偏振光谱仪对薄膜样品进行测量,每个样品获得200多组椭偏参数。选用适当的模型进行拟合得到了SiO2薄膜的折射率色散关系及厚度值。实验结果表明快速生长和慢速生长的SiO2超薄膜的折射率随厚度变化趋势不同,慢速生长的薄膜更容易形成致密膜层。3、基于单振子的洛伦兹色散模型,分析了材料的光学常数随温度变化的关系。采用自制的温度可变的椭偏测量样品室对样品进行变温,从而实现了在不同温度下对样品进行椭偏参数的测量,并进一步获得不同温度条件下样品光学常数的色散曲线。作为例子,对硅片和金膜进行了变温椭偏测量。测量结果显示,材料光学常数随温度发生了变化,能隙左右的光学常数随温度变化的趋势不同,与包含温度因素的洛伦兹色散模型的理论分析相符合。实验表明,变温椭偏适合用于确定一些固体材料（例如半导体）的能隙位置。
二、宽光谱膜厚监控仪的研制（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、宽光谱膜厚监控仪的研制（论文提纲范文）
（1）中红外光学天线的共振特性和光场调控性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 缩略词对照表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 中红外光学天线的研究意义 |
| 1.2 光学天线及场调控器件的研究现状 |
| 1.2.1 频率选择性吸波体 |
| 1.2.2 宽带吸波体 |
| 1.2.3 偏振转换器件 |
| 1.2.4 平面超透镜 |
| 1.3 选题依据及创新点 |
| 1.4 论文内容安排 |
| 第二章 光学天线共振的基本理论 |
| 2.1 金属自由电子模型 |
| 2.2 贴片天线的微腔模型 |
| 2.2.1 微腔的本征频率及电磁场分布 |
| 2.2.2 微腔的品质因子 |
| 2.3 光学天线共振基本类型 |
| 2.3.1 电共振 |
| 2.3.2 磁共振 |
| 2.3.3 环形矩共振 |
| 2.3.4 电四极子共振 |
| 2.3.5 磁四极子共振 |
| 2.3.6 其他非局域共振模式 |
| 2.4 多极矩展开模型 |
| 2.4.1 严格求解模型 |
| 2.4.2 长波近似模型 |
| 2.5 本章小结 |
| 第三章 尺寸渐变的条形贴片天线 |
| 3.1 条形贴片天线的理论设计 |
| 3.1.1 结构设计 |
| 3.1.2 共振吸波特性仿真 |
| 3.1.3 结构参数及性能优化 |
| 3.2 条形贴片天线的样品制备 |
| 3.2.1 实验制备流程 |
| 3.2.2 样品形貌表征 |
| 3.3 条形贴片天线的性能测试与分析 |
| 3.3.1 测试系统 |
| 3.3.2 宽带高吸收特性 |
| 3.3.3 宽带吸收的角度特性 |
| 3.3.4 吸收频段的可调谐性 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 非对称“十”字天线的环形矩共振模式 |
| 4.1 环形矩共振天线的理论设计 |
| 4.1.1 结构设计 |
| 4.1.2 共振模式及场分布特性仿真 |
| 4.1.3 结构参数及性能优化 |
| 4.2 环形矩共振天线的样品制备 |
| 4.2.1 实验制备流程 |
| 4.2.2 样品形貌表征 |
| 4.3 环形矩共振天线的性能测试及分析 |
| 4.3.1 窄带共振吸收特性 |
| 4.3.2 角度特性 |
| 4.3.3 场增强及场局限特性 |
| 4.3.4 选择性偏振激发及偏振转换特性 |
| 4.3.5 折射率传感性能 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 非对称“十”字天线的磁四极子共振模式 |
| 5.1 磁四极子模式的理论仿真 |
| 5.1.1 产生条件及共振特性仿真 |
| 5.1.2 结构参数对共振性质的影响 |
| 5.2 磁四极子共振模式的测试及分析 |
| 5.2.1 共振吸收 |
| 5.2.2 选择性偏振激发及偏振转换特性 |
| 5.3 天线共振的暗模式构建规律 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 论文主要工作的总结 |
| 6.2 后续工作展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间取得的成果 |
（2）短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 本课题研究的目的及意义 |
| 1.2 国内外研究现状与本课题技术难点分析 |
| 1.2.1 国内外研究现状 |
| 1.2.2 本课题技术难点分析 |
| 1.3 薄膜的制备及表征技术概况 |
| 1.3.1 薄膜制备技术 |
| 1.3.2 薄膜性能的表征 |
| 1.4 本论文的主要研究内容 |
| 第2章 薄膜材料性能研究 |
| 2.1 薄膜材料的选取及光学常数计算理论 |
| 2.1.1 薄膜材料的选取 |
| 2.1.2 薄膜光学常数的计算理论 |
| 2.2 Si_xGe_(1-x)混合薄膜的研究 |
| 2.2.1 Ge混合比例的研究 |
| 2.2.2 沉积速率的研究 |
| 2.2.3 基底温度的研究 |
| 2.2.4 降低Si_xGe_(1-x)薄膜非晶缺陷态吸收的研究 |
| 2.3 SiO薄膜的研究 |
| 2.3.1 沉积速率的研究 |
| 2.3.2 基底温度的研究 |
| 2.3.3 离子束流的研究 |
| 2.4 低吸水MgF_2薄膜的研究 |
| 2.4.1 沉积速率的研究 |
| 2.4.2 降低MgF_2薄膜水吸收的研究 |
| 2.5 低吸收保护膜的研究 |
| 2.5.1 旋涂技术的研究 |
| 2.5.2 低吸水固化技术研究 |
| 2.5.3 保护膜阻水性能研究 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 宽光谱高透过率膜系结构设计 |
| 3.1 薄膜设计理论 |
| 3.1.1 薄膜特征计算矩阵 |
| 3.1.2 Busmeister线性规划模型 |
| 3.1.3 对称膜系等效层理论 |
| 3.2 膜系结构设计 |
| 3.2.1 增透膜结构设计 |
| 3.2.2 保护膜厚度设计 |
| 3.3 低膜厚敏感度膜系结构优化 |
| 3.3.1 膜厚敏感度分析 |
| 3.3.2 低膜厚敏感度评价函数构建 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 薄膜制备技术研究 |
| 4.1 增透膜制备技术研究 |
| 4.1.1 系统控制参数设定 |
| 4.1.2 增透膜沉积工艺 |
| 4.1.3 MgF_2薄膜破损机理研究 |
| 4.1.4 过渡层技术提高MgF_2薄膜附着力的研究 |
| 4.2 保护膜厚度控制研究 |
| 4.3 薄膜制备工艺流程 |
| 4.4 光谱性能测试 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 薄膜耐环境性能测试及分析 |
| 5.1 薄膜耐摩擦性能测试 |
| 5.2 薄膜耐溶、耐擦拭性能测试 |
| 5.3 薄膜耐高温性能测试 |
| 5.4 薄膜耐低温性能测试 |
| 5.5 薄膜耐太阳辐射性能测试 |
| 5.6 薄膜耐雨淋性能测试 |
| 5.7 薄膜耐砂尘性能试验 |
| 5.8 薄膜耐盐雾性能试验 |
| 5.9 薄膜耐霉菌性能测试 |
| 5.10 测试结果总结 |
| 第6章 总结与展望 |
| 6.1 论文主要工作 |
| 6.2 创新点 |
| 6.3 存在的问题及工作展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士期间发表的论文及参加的科研项目 |
| 致谢 |
（3）离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 主要符号表 |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景与意义 |
| 1.2 光学薄膜概述 |
| 1.2.1 Ta_2O_5薄膜概述 |
| 1.2.2 SiO_2薄膜概述 |
| 1.3 宽光谱膜厚监控技术的研究进展 |
| 1.4 离子束溅射技术的研究进展 |
| 1.4.1 溅射镀膜技术的发展历程 |
| 1.4.2 离子束溅射镀膜技术的发展 |
| 1.4.3 离子束溅射技术在薄膜制备中的应用 |
| 1.5 薄膜应力控制的研究进展 |
| 1.5.1 薄膜应力研究进展 |
| 1.5.2 薄膜应力控制技术的研究进展 |
| 1.6 本论文的研究目的和主要研究内容 |
| 2 实验方法和分析手段 |
| 2.1 实验材料及装置 |
| 2.2 实验过程 |
| 2.2.1 工艺调试实验 |
| 2.2.2 薄膜应力演化实验 |
| 2.2.3 多层膜应力控制实验 |
| 2.2.4 膜厚监控实验 |
| 2.3 分析手段 |
| 2.3.1 物相结构分析方法 |
| 2.3.2 表面形貌测试方法 |
| 2.3.3 元素组成测试方法 |
| 2.3.4 光学特性分析方法 |
| 2.3.5 光学常数测试方法 |
| 2.3.6 曲率半径测试方法 |
| 2.3.7 应力特性测试方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 Ta_2O_5薄膜特性研究 |
| 3.1 Ta_2O_5薄膜制备工艺参数研究 |
| 3.1.1 氧流量对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.1.2 氧流量对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.1.3 氧流量对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.2 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.1 Ta_2O_5薄膜应力特性研究 |
| 3.2.2 Ta_2O_5薄膜应力时效特性 |
| 3.3 退火热处理对Ta_2O_5薄膜应力及相关特性的影响 |
| 3.3.1 退火温度对Ta_2O_5薄膜结构的影响 |
| 3.3.2 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面形貌的影响 |
| 3.3.3 退火温度对Ta_2O_5薄膜表面元素的影响 |
| 3.3.4 退火温度对Ta_2O_5薄膜应力特性的影响 |
| 3.3.5 退火温度对Ta_2O_5薄膜光学特性的影响 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 SiO_2薄膜特性研究 |
| 4.1 SiO_2薄膜制备工艺参数研究 |
| 4.2 SiO_2薄膜应力及相关特性研究 |
| 4.2.1 SiO_2薄膜应力特性研究 |
| 4.2.2 SiO_2薄膜应力时效特性 |
| 4.3 退火热处理对SiO_2薄膜应力及相关特性的影响 |
| 4.3.1 退火温度对SiO_2薄膜结构的影响 |
| 4.3.2 退火温度对SiO_2薄膜表面形貌的影响 |
| 4.3.3 退火温度对SiO_2薄膜应力特性的影响 |
| 4.3.4 退火温度对SiO_2薄膜光学特性的影响 |
| 4.4 大曲率石英光学元件曲率半径控制研究 |
| 4.4.1 曲率半径控制方法 |
| 4.4.2 大曲率石英光学元件曲率半径控制 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 Ta_2O_5/SiO_2多层膜应力控制研究 |
| 5.1 多层膜应力控制 |
| 5.2 虚设层应力控制 |
| 5.3 缓冲层应力控制 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 宽光谱膜厚监控方法研究 |
| 6.1 宽光谱膜厚监控系统 |
| 6.2 宽光谱的波长间接监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.2.1 宽带增透膜设计 |
| 6.2.2 监控范围选择及误差评估 |
| 6.2.3 光学薄膜的实时监控 |
| 6.2.4 薄膜厚度误差分析 |
| 6.3 宽光谱与时间监控复合监控策略制备宽带增透膜 |
| 6.3.1 宽带增透膜设计 |
| 6.3.2 监控策略选择 |
| 6.3.3 重复性验证 |
| 6.4 膜厚均匀性研究 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 结论与展望 |
| 7.1 主要结论 |
| 7.2 创新点 |
| 7.3 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间科研项目及科研成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（4）新型激光膜厚监控方法研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 膜厚监控系统的研究现状 |
| 1.2.1 国外研究现状 |
| 1.2.2 国内研究现状 |
| 1.3 研究的目的与意义 |
| 1.4 研究工作的主要内容 |
| 1.5 本章小结 |
| 2 光学薄膜技术概述 |
| 2.1 光学薄膜设计技术概述 |
| 2.2 光学薄膜制备技术概述 |
| 2.2.1 物理气相沉积 |
| 2.2.2 化学气相沉积 |
| 2.3 光学薄膜监控方法概述 |
| 2.3.1 膜厚监控的主要方法 |
| 2.3.2 任意厚度光学薄膜监控方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 3 新型激光膜厚监控方法 |
| 3.1 新型激光膜厚监控方法的原理 |
| 3.2 监控片结构和预镀方法的设计 |
| 3.3 算法设计 |
| 3.3.1 算法设计思路图 |
| 3.3.2 算法设计 |
| 3.4 任意膜厚的监控 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 膜厚仪的光学系统设计 |
| 4.1 膜厚监控系统的组成 |
| 4.2 光源系统和调制器的设计 |
| 4.2.1 光源系统 |
| 4.2.2 调制器的设计 |
| 4.3 光学系统结构设计 |
| 4.3.1 参考光路的结构设计 |
| 4.3.2 主光路分光系统结构设计 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 光电探测与噪声处理系统的设计 |
| 5.1 光电探测器与应用电路 |
| 5.1.1 光电探测器的选型和结构布局 |
| 5.1.2 典型应用电路 |
| 5.2 噪声处理系统设计 |
| 5.2.1 锁相放大器工作原理 |
| 5.2.2 锁相放大器处理膜厚监控信号的仿真 |
| 5.2.3 平滑滤波 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 膜厚监控信号采集与膜厚监控仿真 |
| 6.1 数据采集系统 |
| 6.1.1 数据采集系统组成 |
| 6.1.2 数据采集系统的主要性能指标 |
| 6.2 数据采集卡的选型 |
| 6.3 任意厚度光学薄膜的实时监控仿真 |
| 6.4 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 本文的主要创新点 |
| 7.3 有待继续研究和待解决的问题 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
| 附录1 |
（5）光学膜厚监控技术（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 膜厚监控的概念 |
| 2 膜厚监控方法工作原理和进展 |
| 2.1 目视法 |
| 2.2 光电极值法 |
| 2.3 石英晶体监控法 |
| 3 结语 |
（6）基于宽光谱的嵌入式膜厚监控系统（论文提纲范文）
| 0 引言 |
| 1 系统原理及构成 |
| 2 嵌入式硬件设计[5] |
| 3 嵌入式软件设计 |
| 3.1 光纤光谱仪USB接口驱动[6-7] |
| 3.2 系统软件开发 |
| 4 实验与结论 |
| 结论: |
（7）宽光谱膜厚监控系统的评价函数修正技术（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 基于评价函数的监控系统 |
| 3 实时修正评价函数的工作流程 |
| 3.1 拟合原理 |
| 3.2 拟合步骤 |
| 3.3 拟合实验 |
| 4 镀膜监控实验及分析 |
| 5 结 论 |
（8）嵌入式宽光谱在线膜厚监控系统设计（论文提纲范文）
| 1 引 言 |
| 2 宽光谱膜厚监控原理 |
| 3 系统硬件结构 |
| 4 系统软件设计与实现 |
| 4.1 总体设计 |
| 4.2 主界面设计 |
| 4.3 基于Qt主界面的实现 |
| 4.3.1 窗口的创建及汉化 |
| 4.3.2 按钮实现 |
| 4.3.3 数据的采集与处理 |
| 5 数据处理与结果分析 |
| 6 结 论 |
（9）一种嵌入式大量数据处理技术的研究（论文提纲范文）
| 1 引言 |
| 2 系统组成 |
| 3 信号采集与处理 |
| 3.1 平均值滤波[3] |
| 3.2 区域平均值比较法 |
| 4 应用实例 |
| 5 结论 |
（10）薄膜生长的宽光谱监控技术及其应用研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 光学薄膜制备历史和方法 |
| 1.1.1 光学薄膜发展历史 |
| 1.1.2 薄膜制备方法分类 |
| 1.2 薄膜生长监控手段 |
| 1.2.1 石英晶体监控 |
| 1.2.2 单波长光学监控及改进 |
| 1.2.3 宽光谱光学监控 |
| 1.2.4 其他监控手段 |
| 1.3 薄膜的检测方法 |
| 1.3.1 薄膜检测分类 |
| 1.3.2 椭圆偏振光谱测量技术 |
| 1.4 本论文工作概述 |
| 1.4.1 研究目的和意义 |
| 1.4.2 论文工作介绍 |
| 参考文献 |
| 第二章 薄膜生长宽光谱监控系统研制 |
| 2.1 主要实验仪器及设备 |
| 2.1.1 AFDS-1100高性能薄膜生长系统 |
| 2.1.2 光源 |
| 2.1.3 光谱仪 |
| 2.2 光路及电路系统 |
| 2.2.1 出射光路搭建及调节 |
| 2.2.2 接收光路搭建及调节 |
| 2.2.3 监控电路 |
| 2.3 光谱数据获取及软件系统 |
| 2.3.1 光学薄膜的计算理论 |
| 2.3.2 模拟光谱获取及实验数据去噪处理 |
| 2.3.3 系统软件功能及界面 |
| 2.4 薄膜生长准备工作及监控流程介绍 |
| 2.4.1 生长前准备工作及真空环境获取 |
| 2.4.2 监控生长流程 |
| 2.5 小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 红外宽光谱监控制备窄带滤波片 |
| 3.1 窄带滤波片的膜系设计 |
| 3.1.1 窄带滤波片设计原理 |
| 3.1.2 膜系结构对窄带滤波片光学特性影响 |
| 3.1.3 折射率误差对窄带滤波片光学特性影响 |
| 3.1.4 厚度误差对窄带滤波片光学特性影响 |
| 3.1.5 膜系修正 |
| 3.2 光谱特征分析及数据处理 |
| 3.2.1 光谱特征随生长厚度变化 |
| 3.2.2 数据处理方法及改进 |
| 3.3 衬底干涉噪声处理 |
| 3.3.1 衬底干涉 |
| 3.3.2 衬底干涉软处理方法 |
| 3.3.3 衬底干涉硬处理方法 |
| 3.4 窄带滤波片的生长 |
| 3.4.1 样品制备参数设定 |
| 3.4.2 K9玻璃衬底的窄带滤波片制备 |
| 3.4.3 硅片衬底的窄带滤波片制备 |
| 3.5 实验光谱分析 |
| 3.5.1 实验与理论光谱比较 |
| 3.5.2 宽光谱监控拟合得到的生长膜系 |
| 3.6 窄带滤波片应用 |
| 3.6.1 光谱分析新方法 |
| 3.6.2 窄带滤波片用于制作光谱分析系统理论模拟研究 |
| 3.6.3 实验测试 |
| 3.7 小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 生长厚度及速率对硅基二氧化硅薄膜光学性质影响研究 |
| 4.1 薄膜的生长 |
| 4.1.1 薄膜生长控制系统的改进 |
| 4.1.2 薄膜生长工艺参数选择 |
| 4.2 薄膜的椭圆偏振光谱测量 |
| 4.2.1 RPAE型椭圆偏振测量原理 |
| 4.2.2 材料色散模型介绍 |
| 4.2.3 椭偏参数的测量与拟合 |
| 4.3 实验结果与讨论 |
| 4.3.1 快速生长的SiO2薄膜光学性质随厚度演变 |
| 4.3.2 慢速生长的SiO2薄膜光学性质随厚度演变 |
| 4.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 薄膜生长材料的光学常数温度稳定性的椭圆偏振测量 |
| 5.1 温度与材料光学性质理论基础 |
| 5.1.1 光与介电材料的相互作用 |
| 5.1.2 介电常数的温度影响因素 |
| 5.2 椭偏测量系统的改进 |
| 5.2.1 温控系统 |
| 5.2.2 变温样品室的设计 |
| 5.3 样品的变温椭偏测量 |
| 5.3.1 硅片变温椭偏测量 |
| 5.3.2 金膜变温椭偏测量 |
| 5.4 小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 论文工作总结 |
| 附:攻读博士学位期间学术成果 |
| 致谢 |
四、宽光谱膜厚监控仪的研制（论文参考文献）
- [1]中红外光学天线的共振特性和光场调控性能研究[D]. 刘路. 电子科技大学, 2021(01)
- [2]短中波红外探测系统光学薄膜关键技术研究[D]. 张功. 长春理工大学, 2020(01)
- [3]离子束溅射沉积Ta2O5/SiO2光学薄膜应力特性与应力形变调控研究[D]. 吕起鹏. 大连理工大学, 2019(01)
- [4]新型激光膜厚监控方法研究[D]. 赵磊. 西安工业大学, 2014(09)
- [5]光学膜厚监控技术[J]. 华显立. 技术与市场, 2013(11)
- [6]基于宽光谱的嵌入式膜厚监控系统[J]. 张沛强,罗宇强,王巧彬. 机电工程技术, 2012(05)
- [7]宽光谱膜厚监控系统的评价函数修正技术[J]. 尚小燕,韩军,姜旭. 激光与光电子学进展, 2012(02)
- [8]嵌入式宽光谱在线膜厚监控系统设计[J]. 李春喜,邓华秋,任豪. 激光与光电子学进展, 2011(12)
- [9]一种嵌入式大量数据处理技术的研究[J]. 钟震宇,卢杏坚,曹永军. 自动化与信息工程, 2011(04)
- [10]薄膜生长的宽光谱监控技术及其应用研究[D]. 蔡清元. 复旦大学, 2011(08)