随着光电探测装备的发展,红外窗口技术已成为一个十分关键的技术。红外窗口既要保证光电传感器的光学性能,又要保护红外传感器及其光电系统不受外界因素破坏。随着激光技术的快速发展,对中长波红外探测器的抗激光致盲技术的研究也变得越来越重要。五氧化二钒(V2O5)薄膜具有热致相变的特性,能兼顾接收信号与激光致盲防护两种功能,防护带宽较宽,是新型非线性光学材料。金刚石红外透波性能优良,抗激光损伤阈值极高。V2O5/金刚石膜系将金刚石的优越性能和热致相变膜非线性光学特性的优点结合起来,在激光致盲防护领域具有广阔的应用前景。论文针对V2O5/金刚石膜系设计和制备问题开展了相关的基础性研究,论文的主要工作和成果包括:1.针对单一波长,对V2O5/金刚石双层膜系建立数学模型,采用吸收膜的特征矩阵对其理论透射率进行计算,采用Matlab软件编程求解得到薄膜最佳厚度为147nm;针对多波段,采用TFCalc软件对多层热致相变膜系进行结构设计及厚度优化。2.研究了射频磁控溅射制备V2O5薄膜的沉积速率和膜厚控制方法。采用射频磁控溅射的方法在蓝宝石基片和JGS3石英玻璃上制备V2O5薄膜,获得了V2O5薄膜的制备工艺参数。XRD、AFM、SEM分析结果表明在蓝宝石基片和JGS3石英玻璃基体上可制备出具有多晶结构、在(001)方向上具有明显的择优取向、表面粗糙度Sa小于2nm、表面均匀致密的V2O5薄膜。3.在光学级金刚石基片上制备出了在(001)方向上具有明显的择优取向、表面粗糙度Sa为1.31nm的具有多晶结构的V2O5薄膜,对薄膜的微观结构及光电特性进行了测试分析,结果表明当膜厚为150nm时,薄膜的电学突变特性最好,电阻值变化幅度将近103个数量级;在3~5μm波段,相变前后透射率变化幅度高达57%,具有良好光学开关特性。