1、根據(jù)不同的膜系設計要求，光變薄膜是通過在光學玻璃或光學器件的表面依次沉積多種不同折射率的材料而形成的。由于光變薄膜中各介質層的膜厚滿足光干涉條件，在光源照射下會產(chǎn)生干涉效應，所以薄膜的顏色會隨著觀察者視角的變化而改變。這種隨角異色的效應是無法被日常所見的彩色復印機或者高精度掃描儀等復印設備所復制或拷貝，而且光變薄膜顏色鮮艷，色彩變化明顯，因此其被大規(guī)模地用于貨幣、支票、證件等產(chǎn)品的印刷防偽以及各種高檔產(chǎn)品的包裝等。傳統(tǒng)光變薄膜通常是采用

2、五層對稱結構，涉及到三種不同的薄膜材料，基于單一硅材料構建光學薄膜的方法是在薄膜的制備過程中只使用單一薄膜材料，通過精確控制真空室中工作氣體的含量來改變材料折射率。用這種方法鍍制多層膜成膜機制清楚，鍍膜過程比較容易控制，鍍膜重復性高。另外，使用硅作為薄膜材料，摒棄了傳統(tǒng)常使用的鎳、鉻等重金屬材料，使膜系在制備上更環(huán)保，也更節(jié)省成本。
　　正是基于使用單一硅材料構建光學薄膜的種種突出優(yōu)點，本課題提出基于使用單一硅材料進行光變薄膜的特

3、性研究。其主要內容是通過理論上分析驗證基于單一硅材料構建光變薄膜的可行性，并結合光變薄膜顏色設計理論進行了不同類型光變薄膜結構設計，采用等離子體濺射沉積系統(tǒng)基于單一硅靶材濺射進行了實驗制備和測試。本論文的研究工作主要有:
　　(1)從理論上研究了基于干涉效應的光學薄膜顏色理論，并采用解析法對三種類型光變顏色薄膜結構進行了設計，分別為全介質反射膜結構、由非對稱硅材料和介質層構建反射膜結構以及由硅和對稱F-P介質膜系構建的反射膜結構，

4、并詳細分析了不同結構膜層周期及膜層厚度對光變薄膜顏色特性的變化規(guī)律，以此來確定滿足顏色要求的最優(yōu)化光變薄膜結構，為后續(xù)的薄膜樣品的實驗制備提供可靠的理論數(shù)據(jù)。
　　(2)采用等離子體濺射沉積系統(tǒng)，僅使用單一的高純硅靶材，通過精確控制實驗中氧氣分量，實現(xiàn)由硅靶材反應濺射生成SiO2單層薄膜，實驗驗證光變結構采用由非對稱Si和介質層SiO2構建的反射膜結構。研究了不同的背景真空、氧氣分壓、等離子濺射束流、濺射偏壓對薄膜光學常數(shù)的影響，