红外玻璃具有光均匀性好、成本低、易加工、尺寸灵活、稳定性好等优点,可应用于红外武器装备系统、红外成像、红外制导等领域,而这些应用大多在风沙雨雪等极端天气下使用,单纯红外玻璃不能直接使用,因而需要在其表面制备耐久性红外保护膜。但大多数红外玻璃软化温度较低,因此研究在低温条件下沉积耐久性红外保护薄膜具有重要意义。碳化硼、碳化锗、碳是三种应用比较广泛的耐久性红外材料,而且具有硬度高、稳定性好、耐腐蚀等优点,非常适合作为红外窗口保护薄膜。具体研究内容如下:论文采用氢气辅助微波等离子体脉冲直流溅射薄膜沉积系统(Microdyn)制备红外薄膜,该沉积方法无需加热基板,可低温沉积薄膜,且具有薄膜沉积速率高,薄膜质量好的优点。论文主要研究了Micro Dyn薄膜沉积系统溅射功率、气体流量等工艺参数对薄膜结构、力学、光学等性能的影响规律。在薄膜性能表征中,采用FTIR表征薄膜光学性能,晶圆几何参数测试仪表征薄膜应力,维氏硬度计或纳米压痕仪表征薄膜杨氏模量和硬度,Raman或XRD表征薄膜结构。论文使用CODE软件和适当的色散模型分析了薄膜FTIR光学性能,通过拟合,获得了薄膜的厚度、折射率和消光系数。通过研究,获得了以下结果:氢气辅助微波等离子体脉冲直流溅射的碳、碳化硼、碳化锗红外薄膜的结构均为无定形;氢气流量对碳化硼薄膜、碳膜的光学性质、力学性质均有较大影响;随着氢气流量的增加,薄膜的透射率逐渐增加,消光系数、折射率逐渐减小;氢气流量增加,薄膜硬度、杨氏模量、薄膜应力均减小。采用双靶溅射碳化锗薄膜时,Ge靶功率对碳化锗薄膜光学特性影响较大;随着Ge靶功率增大,Ge体积分数最多增加至72.9%,薄膜折射率从2.3增加到3.4,消光系数均在0.02左右;Ge靶功率增大可使薄膜硬度从9.4GPa增加到10.3GPa。