Широкополосные спектроделители на основе широкозонных полупроводниковых материалов

• Автор: Алиакберов, Рамиль Джавидович
• Шифр специальности: 05.11.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 142 с. : ил.

ГЛАВА 1. ОБЗОР ТЕОРЕТИЧЕСКИХ И ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ РАБОТ ПО ОПТИЧЕСКИМ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИМ СВОЙСТВАМ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ ШИРОКОЗОННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ МАТЕРИАЛОВ
1.1. Область применения широкополосных спектроделительных
1.2. покрытий
1.2. Характерные особенности оксидов р - металлов с точки зрения получения тонкослойных прозрачных токопроводящих покрытий
Выводы
ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И СВОЙСТВА
ПЛЕНОК НА ОСНОВЕ 1п203(8п)
2.1. Технологическое оборудование и измерительная техника
2.2. Условия получения пленок
2.3. Оптические характеристики
2.4. Функция качества для определения технологических параметров изготовления пленок
2.5. Электрические свойства пленок 1п203(8п)
2.6. Оценка механической прочности слоев 1п203(8п)
2.7. Оценка координат цветности (х, у) прозрачных токопроводящих покрытий
Выводы
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ОТЖИГА НА ОПТИЧЕСКИЕ И ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ
ПАРАМЕТРЫ ПЛЕНОК 1п203(8п)
3.1.Исследование влияния отжига на воздухе
3.2. Исследование влияния отжига в вакууме
Выводы

ГЛАВА 4. РАЗНОВИДНОСТИ ОПТИЧЕСКИХ ПОКРЫТИЙ НА ОСНОВЕ
* СЛОЕВ 1п203(8п)
4.1. Прозрачные в видимой области спектра электроды и нагревательные элементы
4.1.1. Оптимизация толщины покрытия с целью обеспечения максимальной прозрачности и минимального поверхностного сопротивления
р 4.1.2. Зависимость поверхностного сопротивления и прозрачности
от скорости роста пленки и давления кислорода в камере
4.1.3. Теплофизические характеристики прозрачных нагревателей
4.2. Широкополосные спектроделительные покрытия
4.2.1. Спектроделительные покрытия на основе металлодиэлектрических слоев
* 4.2.2. Оптимизация конструкции спектроделительного покрытия на
основе слоя 1п2Оз(8п)
4.2.3. Просветление в видимой области спектра спектроделительного покрытия на основе 1п2Оз(8п)
4.3. Влияние поверхностной проводимости пленки 1п203(8п) на
* отражение в инфракрасном диапазоне спектра
Выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

В последнее десятилетие началось интенсивное развитие многоспектральных и многофункциональных оптоэлектронных систем. Эти системы требуют обработки оптических сигналов во многих спектральных областях. Анализ поступающего сигнала проводится в видимом и инфракрасном диапазонах спектра раздельно. Оптические элементы для этих областей различаются применяемыми материалами, прозрачными только в одной из областей. Поэтому поступающий сигнал, прежде всего, необходимо разделить по этим диапазонам. Успешное решение этой проблемы в значительной степени определяется прогрессом в технологии тонкопленочных оптических покрытий.
Необходимость использования в современной многоспектральной технике оптических покрытий для выделения определенных спектральных областей, разделения спектра падающего излучения на два широких диапазона определяет задачи исследования и разработки новых типов покрытий и требует повышения их параметров. Проблему разделения полного спектра падающего излучения на две равноправные части (видимый и инфракрасный диапазоны) решить обычными интерференционными системами слоев практически невозможно. Это, во-первых, связано с необходимостью использования пленкообразующих материалов, прозрачных в широком спектральном диапазоне, с определенными показателями преломления, ассортимент которых очень ограничен; во-вторых, интерференционные системы по своей природе не обеспечивают высокого отражения в широкой спектральной области при сохранении прозрачности в видимом диапазоне; в-третьих, эксплуатационные характеристики многослойных интерференционных покрытий для инфракрасного диапазона из-за большой толщины чередующих слоев невысоки.
Наиболее эффективное разделение падающего излучения на две широкие спектральные области достигается использованием однослойных электропроводящих покрытий на основе сильнолегированных широкозонных полупроводниковых оксидов индия, олова, цинка и кадмия. В частности, особое
можно получить либо вычислением по спектральным характеристикам пропускания, либо измерением с использованием адаптированного селенового приемника даже непосредственно в процессе нанесения покрытия.
Для отражения в ИК-области спектра оценка выполняется аналогично, но функция ^¥(Х) при этом полагается равной единице, поскольку это оценка приборная при помощи фотоприемника с широкой полосой чувствительности. В этом случае был использован интервал (8 -г 14) мкм, в котором спектральный коэффициент отражения изменяется незначительно. Выбор интервала интегрирования в ИК-области спектра продиктован тем, что подобные спектроделительные покрытия широко применяются в тепловизионных системах для выполнения функции разделения световых потоков видимой и инфракрасной областей спектра по различным каналам. Спектральный интервал (8 -ь 14) мкм — это, во-первых, окно прозрачности атмосферы; во-вторых, спектр излучения низкотемпературных тел.
При этих условиях функцию качества (2.2) можно представить в виде:
4>(Х,) = Кт.(Х,)Тт(Х,).(2.3)
Необходимо отметить, ЧТО Ф(Хд — функция нескольких переменных. Поэтому на практике при исследовании влияния конкретного интересующего параметра на характеристики спекгроделителя необходимо зафиксировать все остальные параметры и рассматривать функционал как параметрическую функцию одной переменной, что позволит избежать получения недостоверных результатов эксперимента. Более того, при решении многих прикладных задач разделения спектра в многоканальных оптоэлектронных системах на оптические характеристики спектроделителей могут накладываться определенные приоритетные требования на те или иные спектральные диапазоны излучения. В таких случаях в рассмотрение можно ввести так называемую "степень приоритетности" или весовые функции. Предложенный подход оценки качества может служить полезным инструментом для сравнения характеристик спектроделительных покрытий разных конструкций и из разных материалов.