采用泵浦探测技术研究VO2薄膜相变特性

• 作者: 侯典心 冯云松 刘志伟 豆贤安 路远
• 来源期刊: 发光学报
• 学科: 物理学
• 关键词: VO2薄膜 泵浦-探测 纳秒激光 532 nm激光 相变响应时间 相变恢复时间
• 年，卷（期）: 2018,（2）
• 所属期刊栏目: 材料合成及性能
• 页码范围: 140-147
• 页数: 8页
• 分类号: O434.14
• 字数: 4307字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3788/fgxb20183902.0140

摘要

为研究纳秒激光作用下的VO2薄膜的相变特性,采用泵浦-探测技术进行实验.首先,利用直流磁控溅射法制备VO2薄膜,经X射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)分析表明样品质量较高.然后,测量VO2薄膜在波长532 nm处的透过率随温度的变化情况,发现透过率随温度升高由32％上升到37％,与红外波段完全相反.在此基础上,选择1 064 nm泵浦光和532 nm探测光研究激光参数中能量密度和重频对VO2薄膜相变特性的影响,同时结合ANSYS有限元软件对纳秒激光作用下VO2薄膜的单脉冲温升情况进行分析.结果表明:VO2薄膜在大于30 mJ/cm2的纳秒激光能量密度作用下,单脉冲温升可达相变温度,最小相变响应时间在14 ns左右.进一步提高纳秒激光能量密度,其相变响应时间略有增加但变化不大.在100 Hz以内改变纳秒激光重频对VO2薄膜的相变响应基本无影响.VO2薄膜的相变恢复时间随着纳秒激光能量密度的增大而呈自然指数增加,其变化过程与基底材料和纳秒激光参数密切相关.因此,可以通过优化VO2薄膜基底材料参数提高其激光防护效果.