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随着二极管激光器的出现和技术的成熟，固体激光器迎来了蓬勃发展的机遇，在向微型化和高功率化发展的同时，对应用于高平均功率二极管激光器泵浦固体激光器的多层光学薄膜提出了更高的性能要求；然而由于非化学计量比等缺陷的存在，致使多层光学薄膜的散射、吸收等损耗变大，导致其抗激光损伤阈值变低，限制了高功率激光器的进一步发展。另一方面，随着现代信息业向高速、高密度等方向的快速发展，对存储器性能和存储材料提出了更高的要求；而近年来发现的电场/电脉冲诱发的电阻转变性能有望应用于下一代新型非挥发性存储器，对具有电阻转变性能的新材料开发及其性能机理研究成为时下一个研究热点。针对以上问题，本论文围绕多层氧化物薄膜的设计、制备和光电性能研究开展了以下研究工作：
1.以SiO2和Ta2O5薄膜材料为低、高折射率薄膜材料研究对象，系统研究了衬底温度、沉积氧分压、氧等离子体辅助等制备参数和退火后处理等条件对薄膜的结晶性能、表面形貌、光学性能和化学组成的影响规律，并分析了其物理本质。重点讨论了薄膜的光学性能与化学组成之间的关系。在优化的条件下，成功制备出具有良好光学质量的低、高折射率薄膜材料SiO2和Ta2O5。
2.利用Macleod等软件，采用多种设计思路设计了宽角度(30-45°)、多波长(808 nm和1064 nm)、具有高抗激光损伤阈值、超高反射率的高反膜系(@808nm R％>99.5％&@1064 nm R％>99.9％)，以及低剩余反射率的减反膜系(@808 am R％<0.05％＆@1064 nm R％<0.3％)。采用最优化的设计方案制备出高抗激光损伤阈值的应用于高平均功率二极管激光器泵浦固体激光器的多层高反/减反膜系。
3.系统研究了Pt/Ti/Ta2O5/Pt多层膜以及Ti掺杂Pt/Ti/Ti-Ta2O5/Pt多层膜的电场诱发电阻转变性能，重点考察了多层膜结构I-V特性、多水平电阻转变及其控制方式、电阻保持性能，并探讨了Ti掺杂机理以及Pt/Ti/Ta2O5/Pt多层膜的电阻转变机理。获得与半导体工艺兼容性好，具有良好电阻转变性能、电阻转变疲劳性能和电阻保持性能的Pt/Ti/Ti-Ta2O5/Pt多层膜。