单层减反射涂层用纳米多孔SiO₂薄膜的特性

DOI：10.1002/adem.201801229 期刊：Advanced Engineering Materials 出版年份：2019 更新时间：2026-01-09 18:48:35

摘要： 由原子层沉积（ALD）法制备的Al2O3:SiO2复合薄膜经选择性化学蚀刻后，形成单层抗反射涂层（SLAR），其纳米多孔二氧化硅（NP SiO2）薄膜的折射率可通过调节复合比例，在600纳米波长下精确调控至1.132至1.400之间。为满足从深紫外（DUV）到近红外（NIR）波段对抗反射涂层的要求，通过ALD工艺实现纳米级精度的膜厚控制。该涂层可同步应用于平面或高曲率衬底的双面。即使在193纳米波长下，熔融石英衬底仍能实现超过99.4%的透射率。多种表征方法证实这些SLAR在杂质含量、光学损耗、激光损伤阈值（LIDT）特性及表面超亲水性方面具有显著优势。激光诱导偏转测量显示：193纳米波长吸收损耗约200ppm，1064纳米波长约2ppm；四分之一波层在532纳米波长的散射损耗约为30ppm。1064纳米波长的LIDT值达93J/cm²量级，与未镀膜衬底的测量值相当。

关键词： 纳米多孔SiO2薄膜激光诱导损伤阈值原子层沉积减反射涂层

作者： Lilit Ghazaryan，Yusuf Sekman，Sven Schröder，Christian Mühlig，Igor Stevanovic，Roelene Botha，Morteza Aghaee，Mariadriana Creatore，Andreas Tünnermann，Adriana Szeghalmi

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研究概述实验方案设备清单

研究目的

开发并表征使用折射率和厚度精确可控的纳米多孔二氧化硅（NP SiO2）薄膜制成的单层减反射涂层（SLAR），适用于从深紫外到近红外光谱范围的应用，旨在实现高透射率、低光学损耗以及在不同基底上的共形涂层。

研究成果

基于原子层沉积（ALD）的方法成功制备出具有可调折射率和低光学损耗的纳米多孔（NP）SiO₂薄膜，实现了从深紫外（DUV）到近红外（NIR）波段的高性能减反射（SLAR）涂层。主要成果包括：193 nm波长下透射率超过99.4%、极低的吸收与散射损耗、激光损伤阈值（LIDT）与未镀膜基底相当，以及超亲水表面特性。该共形沉积工艺适用于曲面基底，使此类涂层在先进光学系统中极具应用前景，并有望进一步开发为宽带及全向抗反射（AR）涂层。

研究不足

由于透射电子显微镜和椭圆偏振测孔法的局限性，无法精确测定纳米多孔二氧化硅层的孔径。其光学特性在真空环境下会发生变化，且碳污染会随时间推移影响测量结果。该工艺需谨慎操作以避免表面划痕，存储条件可能导致性能发生可逆变化。宽带增透膜及工业规模化应用仍需进一步研发。

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