原子层沉积二氧化铪薄膜成膜机理及激光损伤阈值的影响机制研究

项目名称： 原子层沉积二氧化铪薄膜成膜机理及激光损伤阈值的影响机制研究

项目编号： No.51502275

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2016

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 卫耀伟

作者单位： 中国工程物理研究院激光聚变研究中心

项目金额： 21万元

中文摘要： 原子层沉积是一种激光薄膜领域内新兴的镀膜技术，与传统镀膜技术相比，能够实现薄膜沉积参数的高度可控，更重要的是能够实现均匀、无针孔薄膜的沉积，易于获得高质量薄膜。本项目以目前ICF中应用最广泛的高折射率材料二氧化铪(HfO2)为研究对象，在原子层沉积该薄膜成膜机理研究的基础上，开展薄膜的激光损伤机制研究。通过分析沉积过程参数对薄膜微观生长特性的影响规律，探索原子层沉积HfO2薄膜成膜过程以及成膜机理；通过分析沉积过程参数对薄膜光学特性带来的影响，研究成膜过程参数对薄膜光学特性的影响规律；同时进一步对薄膜的损伤形态、损伤能力进行分析，并将损伤性能和成膜过程参数进行耦合，最终建立该薄膜特有的损伤简化模型，探究原子层沉积HfO2薄膜特有的损伤机制。项目的目的是深入了解原子层沉积HfO2薄膜的成膜机理，进一步提高HfO2薄膜的激光损伤阈值，为ICF装置光学薄膜元件激光损伤能力提升做出贡献。

中文关键词： 惯性约束聚变；强激光系统；；原子层沉积；激光薄膜；激光诱导损伤

英文摘要： Atomic layer deposition (ALD) is a novel method for obtaining optical thin films. ALD can able to achieve high controllability over the coating parameters (thickness, composition and structure) compared with the traditional methods. The most important is ALD can obtain high accuracy uniformity and pinholes free optical films. This work is plan to study the coating and damage mechanism of hafnia (HfO2), a most popular material in Inertial Confined Fusion (ICF) project. The coating mechanism would be found out by studying the impact of depositing parameters on the film’s micro structure; The impact on the film’s feature would also be studied; The damage mechanism would be studied by investigating the influence of depositing parameters on damage morphology and damage threshold, by constructing a simplified model of the particular film. The goal of this work is to understand the coating mechanism of ALD HfO2 film, to promote the damage threshold, and to contribute to the improvement of ICF laser power.

英文关键词： Inertial confinement fusion;High power laser system;Atomic layer deposition;Laser thin film ;Laser induced damage