激光防护中VO2薄膜的最佳膜厚计算

来源：激光与红外杂志2015年第8期北京时间：

作者：徐凯，路远，凌永顺，乔亚，唐聪

单位：电子工程学院，安徽 合肥 230037；红外与低温等离子体安徽省重点实验室，安徽 合肥 230037；

摘要：为实现VO2薄膜在激光防护应用中的最佳膜厚设计，采用椭圆偏振法测试分别得到Si基底VO2薄膜低温半导体态与高温金属态的光学常数，基于具有吸收特性薄膜的透射率计算理论，结合VO2薄膜用于激光防护的需求，计算得到适用于激光防护的最佳膜厚。为验证计算方法准确性，根据入射激光波长10.6 μm为例计算的最佳膜厚，采用直流磁控溅射法在Si基底上制备具有相应膜厚的薄膜，利用傅里叶变换红外光谱测试分析了该薄膜的红外透射率相变特性，结果表明其红外透射率具有明显相变特性，3~5 μm波段的红外透射率对比值达到99%，λ=10.6 μm 处相变前后的红外透射率分别为67.2%、4.2%，与理论计算透射率66.4%、3.3%误差较小，实测透射率对比值为93.8%，与理论预期95%基本相符，表明理论计算方法具有一定的准确性，根据最佳膜厚算法设计的VO2薄膜适合应用于红外探测器的激光防护研究。

关键词：二氧化钒薄膜;激光防护;最佳膜厚;磁控溅射法;红外相变特性

基金资助：脉冲功率激光技术国家重点实验室主任基金项目（No.SKL2013ZR03）资助