Badanie wybranych warstw optycznych mikroskopem sił atomowych i metodami komplementarnymi.

• Autorzy: Ciosek J. , Pankowski P. , Paszkowicz W. , Pełka J.B. , Marczak J. , Ostrowski R. , Baczewski L.T.

Warianty tytułu

EN

Optical-layers investigation by Atomic Force Microscopy and complementary methods.

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Dielektryczne warstwy z materiałów tlenkowych: HfO2 i ZrO2 mają zastosowanie w zwierciadłach laserowych dla zakresów UV-IR. Materiały te posiadają szczególne własności, gdyż oprócz wysokiej wytrzymałości na działanie wiązki laserowej, charakteryzują się małymi rozproszeniami promieniowania i niskim pochłanianiem promieniowania w zakresie od 0,25 mikrometra do 7 mikrometrów. W pracy badano własności warstw HfO2 i ZrO2 nanoszonych metodą PVD z zastosowaniem działa elektronowego (EB). Badano jakość powierzchni warstw metodą AFM, strukturę warstw metodami XRD i GIXR oraz odporność na działanie promieniowania lasera Nd: YAG. Stwierdzono występowanie różnic struktury warstw HfO2 naniesionych na podłoże ze szkła BK7 i topionego kwarcu. Określono progi odporności warstw na działanie promieniowania lasera Nd: YAG.

EN

Dielectric oxide layers: HfO2 and ZrO2 are used in laser mirrors for UV-IR ranges. They are characterised by unique properties, because except for their good resistivity on high-energy laser beam, they also exhibit a low scattering level and low absorption coefficient for radiation from 0,25 micrometers to 7 micrometers. The layers were evaporated by PVD method with electron beam (EB) guns. Morphology of the experimental materials layers was comprehensively characterised by atomic force microscopy (AFM). Their microstructure was studied by X-ray diffraction (XRD) and X-ray reflectometry (GIXR). Their radiation-damage threshold was investigated at wavelength of Nd:YAG laser. The analysis demonstrates a structural difference between HfO2 layers evaporated on the BK7 glass and on melted quartz substrates.

Słowa kluczowe

PL

warstwa optyczna; mikroskop sił atomowych; metody komplementarne; dielektryczne warstwy z materiałów tlenkowych; mikrostruktura

EN

optical-layers; atomic force microscopy (AFM); complementary methods; dielectric oxide layers; microstructure

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Inżynieria Materiałowa
• Rocznik: 2001
• Tom: R. XXII, nr 6
• Strony: 1060--1066
• Opis fizyczny: Bibliogr. 15 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Ciosek J.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Pankowski P.

• Instytut Fizyki PAN w Warszawa

autor

Paszkowicz W.

• Instytut Fizyki PAN w Warszawa

autor

Pełka J.B.

• Instytut Fizyki PAN w Warszawa

autor

Marczak J.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Ostrowski R.

• Instytut Optoelektroniki, Wojskowa Akademia Techniczna

autor

Baczewski L.T.

• Instytut Fizyki PAN w Warszawa

• Wojskowa Akademia Techniczna, Instytut Optoelektroniki

Bibliografia

• [1] Hickman K. C., Wingler R, Williams F. L., Sobczak C. E., Camiglia C. K., Kranenberg C. F., Jungling K., McNeil J. R., Black J. P.: Correlation between substrate preparation technique and scatter observed from optical coatings, Applied Optics 32, 1993, 3409-3415
• [2] Church E. L., Jenkinson H. A., Zavada J. M.: Relationship between surface scattering and microtopographic features, Optical Engineering 18, 1979, 125-136
• [3] Giovannini H., Amra C.: Scattering-reduction effect with overcoated rough surfaces: theory and experiment, Applied Optics 36, 1997, 5574--5579
• [4] Amra C.: From light scattering to the microstructure of thin film multilayers, Applied Optics 32, 1993, 5481-5491
• [5] Amra C.: From light scattering to the microstructure of thin film multilayers, Optical Interference Coatings, OSA Technical Digest Series 15, 1992, 215-217
• [6] Temple P. A., Lowdermilk W. H., Milam D.: Carbon dioxide laser polishing of fused silica surface for increased laser-damage resistance at l064 nm, Applied Optics 21, 1982, 3249-3255
• [7] Reicher D. W., Kranenberg C. F., Stowell R. S., Jungling K. C., McNeil J. R.: Fabrication of optical surfaces with low subsurface damage using a float polishing process, Proceeding SPIE 1624, 1991, 161-171
• [8] Bennett J. M., Shaffer L., Shibano Y., Namba Y.: Float polishing of optical materials, Applied Optics 26, 1987, 696-703
• [9] Lowedermilk W. H., Milarn D., and Rainer F.: Damage to coatings and surfaces by 1,06 µm pulses, in NBS Special Publications 568: Laser Induced Damage in Optical Materials 1979, 391-403
• [10] Russ J. C.: The Image Processing Handbook, CRC Press, Inc. Boca Raton, CRC Press, Inc. Boca Raton, 1992
• [11] Russ J. C.: Computer -Assisted Microscopy, The Measurement and Analysis of Images, Plenum Press, New York, 1992
• [12] Wiesendanger R.: Scanning Probe Microscopy and Spectroscopy, Cambridge University Press, London 1994
• [13] Dobrowolski J. A., Grant P. D., Simpson R., Waldorf A. J., Investigation of the evaporation process conditions on the optical constants of zirconia films, Applied Optics 28, 1989, 3997-4005
• [14] Sohn Y. H., Biederrnan R. R., and Sisson R. D. Jr: Microstructural development in physical vapour-deposited partially stabilized zirconia thermal barrier coatings, Thin Solid Films 250, 1994, 1-7
• [15] Wang J., Li H. P., Stevens R.: Review: Hafnia and hafnia-toughened ceramics, Journal of Materials Science 27, 1992, 5397-5430