طيف‌نگاري فوتوالكتروني پرتو X لايه‌هاي نازك اپتيكي TiO2 در عمليات حرارتي مديريت‌شده

يكنواختي تركيب شيميايي (استوكيومتري) لايه‌هاي نازك اپتيكي نقش مهمي در كيفيت لايه‌ها دارد و افزايش آن موجب افزايش ضريب عبوردهي و آستانۀ تخريب ليزري و كاهش ضريب جذب مي‌گردد. براي افزايش يكنواختي لايه‌ها، روش‌هاي متفاوتي هنگام عمليات لايه‌نشاني و پس از آن به‌كار گرفته مي‌شود. انجام عمليات حرارتي، يعني گرم كردن لايه‌هاي نازك پس از عمليات لايه‌نشاني، يكي از متداول‌ترين اين روش‌هاست. دي‌اكسيد تيتانيوم (TiO2)، به‌عنوان ماده‌اي با ضريب شكست بالا، يكي از پركاربرد‌ترين مواد در فناوري لايه‌نشاني اپتيكي است. به‌منظور يكنواختي تركيب شيميايي لايۀ نازك دي‌اكسيد تيتانيوم، پس از عمليات لايه‌نشاني، تا دماي 400 درجۀ سانتيگراد به‌طور يكنواخت گرم مي‌شود. در اين تحقيق، وابستگي يكنواختي تركيب شيميايي لايه‌هاي نازك اپتيكي TiO2، به نرخ عمليات حرارتي (افزايش تدريجي دماي عمليات حرارتي نسبت به زمان) از طريق تحليل طيف فوتوالكتروني پرتو X نمونه‌ها بررسي مي‌شود. بدين‌منظور، پس از لايه‌نشاني TiO2 به‌ضخامت 400 نانومتر توسط تفنگ الكتروني روي شيشۀ اپتيكي BK7، هريك از نمونه‌ها تحت عمليات حرارتي با نرخ‌هاي متفاوت قرار گرفتند. داده‌هاي به‌دست‌آمده از طيف فوتوالكتروني پرتو X نشان مي‌دهد كه نمونه‌هايي كه تحت عمليات حرارتي كند (2٫2 درجۀ سانتيگراد در هر دقيقه، تا دماي نهايي 400°C) قرارگرفته‌اند، تركيب شيميايي يكنواخت‌تري دارند و در آنها مقادير بيشتري از تركيب شيميايي TiO2 موجود است. با استفاده از نتايج حاصل مي‌توان آستانۀ تخريب ليزري آيينه‌هاي ليزري را در رژيم تابشي نانوثانيه و فمتوثانيه بهبود بخشيد.