留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化

李晓静 郑子云 史戈平 高永亮

李晓静, 郑子云, 史戈平, 高永亮. 制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 156-163. doi: 10.3788/IRLA201948.S216001
引用本文: 李晓静, 郑子云, 史戈平, 高永亮. 制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化[J]. 红外与激光工程, 2019, 48(S2): 156-163. doi: 10.3788/IRLA201948.S216001
Li Xiaojing, Zheng Ziyun, Shi Geping, Gao Yongliang. Design and optimization of microwave cavity for preparation of optical diamond film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S2): 156-163. doi: 10.3788/IRLA201948.S216001
Citation: Li Xiaojing, Zheng Ziyun, Shi Geping, Gao Yongliang. Design and optimization of microwave cavity for preparation of optical diamond film[J]. Infrared and Laser Engineering, 2019, 48(S2): 156-163. doi: 10.3788/IRLA201948.S216001

制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化

doi: 10.3788/IRLA201948.S216001
基金项目: 

内蒙古自然科学基金(2017MS0539)

详细信息
    作者简介:

    李晓静(1979-),女,研究员,博士,主要从事材料表面及等离子技术、光学材料超精密加工工艺方面的研究。Email:happybuaa@126.com

  • 中图分类号: TN108.3

Design and optimization of microwave cavity for preparation of optical diamond film

  • 摘要: 设计了两种具有不同结构的用于制备光学金刚石膜材料的新型微波谐振腔,第一种山字形剖面的重入式谐振腔,具有能提供足够大的微波谐振空间,激发出高密度等离子体的优点,对其改进后,沉积基台倒置,减少杂质,有助于提高膜的质量。在第二种谐振腔结构优化过程中发现,微波传输结构部分设计过渡锥台比直接连接时,沉积台上方可获得更强的电场强度,有利于提高沉积速率。对气体供给方式及流速进行了优化,提出了两种工作气体供给模式,模式I从中心孔进入,模式Ⅱ从环状孔进入。结果表明:模式I有利形成均匀膜层,最佳气体流速范围为5~10 m/s。设计的微波谐振腔可应用于高品质光学金刚石膜的制备。
  • [1] Li Yaolong, Li Jianming, Su Xiaoping, et al. Research trends and current status in infrared window and dome materials[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2007, 36(4):877-883.
    [2] Dodsona J M, Brandona J R, Dhillona H K, et al. Single crystal and polycrystalline CVD diamond for demanding optical applications[C]//Proc of SPIE, 2011, 8016:80160L.
    [3] Blair D, Cleva F, Man C N. Optical absorption measurements in monocrystal-line sapphire at 1 pm[J]. Optical Materials, 1997, 8:233-236.
    [4] Su Q F, Xia Y B, Wang L J. Optical and electrical properties of different oriented CVD diamond films[J]. Applied Surface Science, 2006, 252:8239-8242.
    [5] Coeu S E, Sussmann R S. Optical, thermal and mechanical properties of CVD diamond[J]. Diamond and Related Materials, 2000, 9:1726-1729.
    [6] Yamada H, Chayahara A, Mokuno Y, et al. Modeling and numerical analyses of microwave plasmas for optimizations of a reactor design and its operating conditions[J]. Diamond and Related Materials, 2005, 14:1776-1779.
    [7] Yamada H, Chayahara A, Mokuno Y, et al. Numerical analysis of power absorption and gas pressure dependence of microwave plasma using a tractable plasma description[J]. Diamond and Related Materials, 2006, 15:1395-1399.
    [8] Silva F, Hassouni K, Bonnin X, et al. Microwave engineering of plasma-assisted CVD reactors for diamond deposition[J]. Journal of Physics:Condensed Matter, 2009, 21:1-16.
    [9] Sun Q, Wang J H, Weng J, et al. Surface structure and electric properties of nitrogen incorporated NCD films[J]. Vacuum,2017,137:155-162.
    [10] Weng J, Liu F, Xiong L W. Deposition of large area uniform diamond films by microwave plasma CVD[J].Vacuum, 2018, 147:134-142.
    [11] Li Y F, An X M, Liu X C, et al. A 915 MHz/75 kW cylindrical cavity type microwave plasma chemical vapor deposition reactor with a ladder-shaped circumferential antenna developed for growing large area diamond films[J]. Diam Relat Mater, 2017, 78:67-72.
    [12] Su J, Li Y, Liu M D, et al. Revisiting the gas flow rate effect on diamond films deposition with a new dome-shaped cavity type microwave plasma CVD reactor[J]. Diamond and Related Materials, 2017, 73:99-104.
    [13] Xie Yongjun, Wang Peng. The Foundation and Application of Ansoft-HFSS[M]. Xi'an:Xi'an University of Electronic Science and Technology Press, 2007. (in Chinese)
    [14] Ge Debiao, Yan Yubo. Electromagnetic Wave Finite Difference Time Domain Method[M]. 3rd ed. Xi'an:Xi'an University of Electronic Science and Technology Press, 2011. (in Chinese)
    [15] Han Zhanzhong, Wang Jiang, Lan Xiaoping. Examples and Applications of Fluent Fluid Engineering Simulation Calculation[M]. Beijing:Beijing Institute of Technology Press, 2004. (in Chinese)
  • [1] 李晶, 董树林, 金宁, 杨开宇, 杨丹, 徐曼, 普龙.  热像仪的光轴热稳定性仿真及拓扑优化研究 . 红外与激光工程, 2024, 53(1): 20230358-1-20230358-7. doi: 10.3788/IRLA20230358
    [2] 秦涛, 郭骏立, 张美丽, 韩培仙, 王进, 亓波.  星载二维转台结构设计及刚度分析 . 红外与激光工程, 2022, 51(5): 20210364-1-20210364-9. doi: 10.3788/IRLA20210364
    [3] 耿靖童, 杨柳, 赵舒华, 张勇刚.  谐振式微光学陀螺仪谐振微腔的最新进展 . 红外与激光工程, 2021, 50(8): 20210044-1-20210044-7. doi: 10.3788/IRLA20210044
    [4] 张耀元, 王锐, 姜瑞韬, 杜坤阳, 李远洋.  硅基光学相控阵扇形天线优化设计 . 红外与激光工程, 2021, 50(7): 20210013-1-20210013-8. doi: 10.3788/IRLA20210013
    [5] 艾志伟, 嵇建波, 王鹏举, 李静, 周皓阳.  两轴柔性支承快速反射镜结构控制一体化设计 . 红外与激光工程, 2020, 49(7): 20190479-1-20190479-8. doi: 10.3788/IRLA20190479
    [6] 汪奎, 辛宏伟, 曹乃亮, 石震.  空间相机快速反射镜的两轴柔性支撑结构设计 . 红外与激光工程, 2019, 48(12): 1214005-1214005(8). doi: 10.3788/IRLA201948.1214005
    [7] 谢文亮, 沈正祥, 余俊, 王占山, 黄帆, 陈昌亚, 范峰.  X射线聚焦望远镜的支撑结构设计与力学实验分析 . 红外与激光工程, 2018, 47(4): 418002-0418002(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0418002
    [8] 李钰鹏, 王智, 沙巍, 吴清文, 赵亚.  空间引力波望远镜主镜组件的结构设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(8): 818004-0818004(7). doi: 10.3788/IRLA201847.0818004
    [9] 张绍军, 高云国, 薛向尧.  新型光学检测靶标直线运动系统加强组件优化设计 . 红外与激光工程, 2018, 47(6): 617003-0617003(8). doi: 10.3788/IRLA201847.0617003
    [10] 罗小贤, 赵柏秦, 纪亚飞, 庞艺.  椭圆高斯分布半导体激光器泵浦被动调Q激光器的优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(3): 305003-0305003(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0305003
    [11] 陈启梦, 张国玉, 王哲, 张健.  多轨道准直式红外地球模拟器结构设计 . 红外与激光工程, 2017, 46(12): 1204004-1204004(7). doi: 10.3788/IRLA201746.1204004
    [12] 张玲, 沈正祥, 刘娜, 余俊, 王占山.  基于多元约束的小型软X射线偏振望远镜光学设计及优化 . 红外与激光工程, 2017, 46(7): 718002-0718002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0718002
    [13] 王克军, 宣明, 董吉洪, 李威, 张缓缓.  空间遥感器反射镜组件结构设计方法 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1113001-1113001(11). doi: 10.3788/IRLA201645.1113001
    [14] 郑华, 郑永秋, 安盼龙, 张婷, 卢晓云, 薛晨阳.  光纤环形谐振腔输入功率波动对谐振式光纤陀螺的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(11): 1122002-1122002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.1122002
    [15] 应毓海.  新型的可调谐微环谐振器的设计 . 红外与激光工程, 2016, 45(6): 620002-0620002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0620002
    [16] 方俊飞, 邓建平, 张鹏超.  球形谐振腔表面结构对银的增强辐射性能 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 916001-0916001(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0916001
    [17] 郝惠敏, 张勇, 权龙.  三电极碳纳米管传感器的极间距优化 . 红外与激光工程, 2015, 44(10): 3061-3065.
    [18] 刘祥意, 张景旭, 陈宇东, 吴小霞, 李剑锋, 郝亮.  大口径主镜支撑液压缸用弹性膜片优化设计 . 红外与激光工程, 2015, 44(1): 188-194.
    [19] 刘耀英, 薛晨阳, 郑华, 安盼龙, 崔晓文, 卢晓云, 刘俊.  高精度环形谐振腔的结构设计及优化 . 红外与激光工程, 2014, 43(11): 3688-3693.
    [20] 庄昕宇, 陈兆兵.  某测量吊舱运动框架结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(10): 3444-3450.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  426
  • HTML全文浏览量:  38
  • PDF下载量:  65
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2019-04-10
  • 修回日期:  2019-05-20
  • 刊出日期:  2019-09-30

制备光学金刚石膜的微波谐振腔设计及优化

doi: 10.3788/IRLA201948.S216001
    作者简介:

    李晓静(1979-),女,研究员,博士,主要从事材料表面及等离子技术、光学材料超精密加工工艺方面的研究。Email:happybuaa@126.com

基金项目:

内蒙古自然科学基金(2017MS0539)

  • 中图分类号: TN108.3

摘要: 设计了两种具有不同结构的用于制备光学金刚石膜材料的新型微波谐振腔,第一种山字形剖面的重入式谐振腔,具有能提供足够大的微波谐振空间,激发出高密度等离子体的优点,对其改进后,沉积基台倒置,减少杂质,有助于提高膜的质量。在第二种谐振腔结构优化过程中发现,微波传输结构部分设计过渡锥台比直接连接时,沉积台上方可获得更强的电场强度,有利于提高沉积速率。对气体供给方式及流速进行了优化,提出了两种工作气体供给模式,模式I从中心孔进入,模式Ⅱ从环状孔进入。结果表明:模式I有利形成均匀膜层,最佳气体流速范围为5~10 m/s。设计的微波谐振腔可应用于高品质光学金刚石膜的制备。

English Abstract

参考文献 (15)

目录

    /

    返回文章
    返回