CN113235042B - 抗激光损伤混杂VOx相的制备方法 - Google Patents

抗激光损伤混杂VOx相的制备方法 Download PDF

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Abstract

抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，本发明属于功能薄膜材料，它为了解决现有采用不同工艺制备的氧化钒薄膜的光学调制性能参差不齐，极大的限制了薄膜的激光防护效能的问题。制备方法：一、超声清洗基底材料和靶材；二、安装V2O3靶材；三、真空室抽气；四、设置沉积温度，采用直流偏压反溅清洗；五、当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入0.3～0.8sccm的O2，设置偏压为‑100～‑140V，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜。本发明还可采用退火方法。本发明利用射频磁控溅射工艺，通过控制沉积工艺参数，制备了主要成分为VO2和V2O5的高VO2比例混杂晶态VOx相薄膜。

Description

抗激光损伤混杂VOx相的制备方法
技术领域
本发明属于功能薄膜材料，具体涉及一种激光防护材料的制备方法。
背景技术
随着激光技术的迅速发展，激光技术在生活生产的各个领域得到了极大地推广应用，比如激光驱鸟技术和激光摄像机等的应用，但带来收益的同时产生了众多的激光污染。激光照射人眼时，极易导致视网膜的损伤，甚至失明。与此同时，激光对飞行器等的探测系统存在致盲甚至损毁的问题，严重威胁了探测系统的运行安全。目前，出现了许多针对激光的防护手段，比如线性防护手段和非线性防护手段，但均存在不可忽视的弊端。线性防护材料只对光波长而不是光强敏感，防护带宽窄，无法识别对同一波长光的强弱；非线性防护材料如机金属化合物、酞菁、富勒烯等的非线性防护效应大多数在液体悬浮液中具有较好的表现，这极大的限制了其在固体薄膜和固体结构中的大范围应用。
基于相变原理的激光防护材料是一种光强型防护材料，在较低刺激阈值时，材料呈高透状态，到达相变阈值后，材料结构发生转变，呈现低透性质。目前，VO2是研究较多的相变材料，它可以在热、光、电等多种外界刺激下发生光学响应，当温度或者光强较低时，VO2为单斜相，此时红外透过率较高，当温度升至相变温度或者光强达到相变阈值时，材料转变为正方金红石相，红外透过率显著降低。同时VO2对温度或光强敏感，可以识别同一波长的强光和弱光，防护波段宽，是理想的激光防护材料。但是，氧化钒具有多种不同氧化物，不同氧化物的相变特性不同，即使是VO2也具有多种结构，但只有特定结构的VO2才可以发生相变，因此制备的氧化钒薄膜中各种价态氧化钒的比例决定了氧化钒薄膜的相变特性和光学调制能力。具有良好光学调制能力的薄膜应含有尽可能比例高的VO2可相变相。氧化钒薄膜中各价态氧化钒的比例与工艺过程息息相关，采用不同工艺制备的氧化钒薄膜的光学调制性能参差不齐，极大的限制了薄膜的激光防护效能，如表1所示为已发表文献红外波段光学的光学性能对比，其中TLow为低温透过率，THigh为高温透过率，ΔT为透过率变化量，国内深圳大学研制的VO2/TiO2/glass体系ΔT为56％，VO2-glass体系ΔT 为48％；中国科学院广州能源转换研究所研制的SiNx-NiCrOx-VOx-glass体系ΔT为18.02％。国外如日本东海大学研制的VO2/ZnO/glass体系ΔT为51％，加拿大蒙特利尔大学研制的 VO2/Al2O3系ΔT为56％。因此，如何通过有效的方法制备出高VO2比例，具有较好相变特性和较高光学调制能力的氧化钒薄膜是薄膜制备过程中的挑战。
表1已发表文献红外波段光学的光学性能对比
Figure BDA0003062237740000021
其中参考文献：
[1]Zhan Y,Xiao X,Lu Y,et al.Enhanced thermal stability andthermochromic properties of VOx-based thin films by room-temperaturemagnetron sputtering[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2018:102-111.
[2]Hoshino H,Okimura K,Yamaguchi I,et al.Infrared-light switching inhighly oriented VO2 films on ZnO-buffered glasses with controlled phasetransition temperatures[J].Solar Energy Materials and Solar Cells,2019:9-14.
[3]Zhang D,Yang K,Li Y,et al.Employing TiO2 buffer layer to improveVO2 film phase transition performance and infrared solar energy modulationability[J].Journal of Alloys and Compounds,2016:719-725.
[4]Loquai S,Baloukas B,Klembergsapieha J E,et al.HiPIMS-depositedthermochromic VO2 films with high environmental stability[J].Solar EnergyMaterials and Solar Cells,2017: 217-224.
[5]Zhang D,Zhu M,Liu Y,et al.High performance VO2 thin films growthby DC magnetron sputtering at low temperature for smart energy efficientwindow application[J]. Journal of Alloys and Compounds,2016,659(659):198-202.
发明内容
本发明的目的是为了解决现有采用不同工艺制备的氧化钒薄膜的光学调制性能参差不齐，极大的限制了薄膜的激光防护效能的问题，而提供抗激光损伤混杂VOx相的制备方法。
本发明抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实现：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10- 3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18～22 sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入0.3～0.8sccm的O2，设置偏压为 -100～-140V，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
本发明利用射频磁控溅射工艺，以V2O3陶瓷靶材作为靶源，在蓝宝石(Al2O3)基底上沉积薄膜，薄膜沉积过程主要分为准备阶段、沉积阶段和后处理阶段。
本发明抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实现：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10- 3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18-22 sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入1.8～2.2sccm的O2，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，得到带有混杂VOx相薄膜的基底材料；
六、将带有混杂VOx相薄膜的基底材料放置于红外高温退火炉中，先用机械泵对样品舱进行抽气，然后关闭抽气，通入N2，反复多次后排除舱内的O2，在400℃～600℃下保温，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
本发明利用射频(RF)磁控溅射工艺，以V2O3陶瓷靶材作为靶源，在蓝宝石(Al2O3)基底上沉积薄膜，通过控制沉积过程中的溅射功率、靶基距、膜层厚度(沉积时间)、真空度、Ar气流量、O2流量、沉积温度和基底偏压等参数以及沉积后的退火工艺，制备了主要成分为VO2和V2O5的高VO2比例混杂晶态VOx相薄膜。
本发明提出了两种抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，得到了较高VO2比例的氧化钒薄膜，薄膜相变特性好，光学调制能力强。该方法采用射频(RF)磁控溅射技术，以V2O3陶瓷靶为靶材，通过控制溅射功率、真空度、Ar流量、O2流量、沉积时间(薄膜厚度)、靶基距、沉积温度和偏压，并控制退火后处理过程的温度和环境气氛，成功制备了高VO2比例的氧化钒薄膜，光学调制效率高达70％。有效解决了镀膜过程中氧化钒各相的混杂比例问题，提升了薄膜激光防护效能，在中红外激光防护领域具有极大的应用潜力。
附图说明
图1为实施例一得到的混杂VOx相氧化钒薄膜低温(30℃)薄膜的红外透过率测试图；
图2为实施例一得到的混杂VOx相氧化钒薄膜4.0μm处薄膜透过率随温度变化曲线图；
图3为实施例二得到的混杂VOx相氧化钒薄膜低温(30℃)薄膜的红外透过率测试图；
图4为实施例二得到的混杂VOx相氧化钒薄膜4.0μm处薄膜透过率随温度变化曲线图；
图5为实施例一得到的混杂VOx相氧化钒薄膜的透过率随温度变化曲线的一阶导数测试图；
图6为实施例二得到的混杂VOx相氧化钒薄膜的透过率随温度变化曲线的一阶导数测试图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实施：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10- 3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18～22 sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入0.3～0.8sccm的O2，设置偏压为 -100～-140V，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一中所述的基底材料为 Al2O3基底(a面蓝宝石基底)、SiO2基底或者TiO2基底。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤一中依次采用去离子水、丙酮、乙醇和去离子水对基底材料进行超声清洗。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是步骤二中调节靶基距为10cm。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中通入20 sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200V直流偏压反溅清洗15min。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是步骤五中设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入0.5sccm的O2，设置偏压为-120V，进行预溅射10min清洁靶材表面。
具体实施方式七：本实施方式抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实施：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10- 3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18-22 sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入1.8～2.2sccm的O2，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，得到带有混杂VOx相薄膜的基底材料；
六、将带有混杂VOx相薄膜的基底材料放置于红外高温退火炉中，先用机械泵对样品舱进行抽气，然后关闭抽气，通入N2，反复多次后排除舱内的O2，在400℃～600℃下保温，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤二中调节靶基距为10 cm。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式七或八不同的是步骤四中设置沉积温度为500℃，保温处理，然后通入20sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200 V直流偏压反溅清洗15min。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式七至九之一不同的是步骤五中设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入2.0sccm的O2，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜。
具体实施方式十一：本实施方式与具体实施方式七至十之一不同的是步骤六在500℃下保温10min。
具体实施方式十二：本实施方式与具体实施方式一或七不同的是沉积薄膜，沉积至膜厚为180～220nm。
实施例一：本实施例抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实施：
一、将Al2O3基底依次放入去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中，经超声清洗15min，然后用N2吹干备用，采用同样的方式对V2O3靶材进行超声清洗备用，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、每次实验之前，用细砂纸将靶材套和舱壁等处打磨干净，去除附着的膜层，然后用乙醇擦拭干净，避免对膜层产生影响，将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为10cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时打开电离硅测量舱内真空度，直到舱内气压低至1.0×10-4Pa，完成真空室抽气；
四、当舱内真空度达标后，打开样品台的加热系统，设置沉积温度为500℃，保温处理30min，然后通入20sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200V直流偏压反溅清洗15min，完成基底材料的反溅清洗；
五、首先射频电源预热20min，设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入0.5sccm的O2，设置偏压为 -120V，进行预溅射10min，清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积厚为200nm的薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
本实施例利用射频(RF)磁控溅射工艺，以V2O3陶瓷靶材作为靶源，在蓝宝石(Al2O3) 基底上沉积薄膜，通过控制沉积过程中的溅射功率、靶基距、膜层厚度(沉积时间)、真空度、Ar气流量、O2流量、沉积温度以及基底偏压等参数，制备了主要成分为VO2和V2O5的高VO2比例混杂晶态VOx相薄膜。
经过大量的前期实验工作发现，磁控溅射过程的每一项工艺参数都对薄膜的结构和性能具有重要的影响，用于辉光放电的Ar气流量为20sccm，溅射真空度为1Pa是较为适宜的参数，且在本发明的溅射过程中作为不变定量；随着O2流量或膜层厚度(沉积时间)的增加，VOx相薄膜中VO2比例降低，而V2O5比例升高；不同沉积温度决定氧化钒薄膜结晶的好坏，并控制不同价态的生成；对基底材料施加额外的负偏压，可以提高溅射离子的轰击速度，提高能量，起到与高温类似的效果。
经过大量实验和工艺验证，本发明确定射频磁控溅射功率100W，真空度1Pa，靶基距 10cm，最佳的沉积温度为500℃，基底偏压为-120V，此时对应的O2流量为0.5sccm，膜层厚度为200nm。此时，混杂VOx相薄膜主要成分为VO2和V2O5，且VO2比例较高，结晶性较好。红外光学性能如下图1所示，低温(30℃)红外透过率在70％-85％之间，以4μm 处波长为例，低温30℃透过率为83％左右，高温100℃透过率低至7％左右，透过率变化高达76.5％。
实施例二：本实施例抗激光损伤混杂VOx相的制备方法按照以下步骤实施：
一、将Al2O3基底依次放入去离子水、丙酮、乙醇和去离子水中，经超声清洗15min，然后用N2吹干备用，采用同样的方式对V2O3靶材进行超声清洗备用，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、每次实验之前，用细砂纸将靶材套和舱壁等处打磨干净，去除附着的膜层，然后用乙醇擦拭干净，避免对膜层产生影响，将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为10cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为500℃，保温处理30min，然后通入20sccm 的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200V直流偏压反溅清洗15min，完成基底材料的反溅清洗；
五、首先射频电源预热20min，设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入2.0sccm的O2，进行预溅射10min，清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积120min后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，得到带有混杂VOx相薄膜的基底材料；
六、将带有混杂VOx相薄膜的基底材料放置于红外高温退火炉中，先用机械泵对样品舱进行抽气，然后关闭抽气，通入N2，反复多次后排除舱内的O2，在500℃下保温10min，待保温处理后，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
本实施例提出了另外一种采用射频(RF)磁控溅射制备成分为VO2和V2O5的较高VO2比例混杂VOx相薄膜，然后采用退火后处理工艺，使得V2O5在高温退火过程中转变为VO2，从而制得成分为VO2和V2O5的高VO2比例混杂晶态VOx相薄膜。
经过大量实验工作发现，退火温度和退火气氛对薄膜的成分、结构和性能均具有一定的影响。退火温度过低，薄膜的退火处理效应不够明显，退火温度过高，易生成其他不利于光学调控性能的氧化钒相；相同退火温度下，薄膜的结构和性能随退火环境(气氛)的改变而改变。
经过实验和工艺验证，本发明最终确定射频磁控溅射功率100W，真空度1Pa，靶基距 10cm，沉积温度500℃，Ar气流量20sccm，O2流量2.0sccm，沉积时间120min，然后利用红外快速退火炉在N2保护下保温10min处理，退火温度为500℃。经过退火处理后，与沉积后相比，薄膜成分发生了改变，VO2比例显著升高，V2O5比例降低，此时混杂VOx相薄膜主要成分为高比例的VO2和少量V2O5。此时，薄膜红外光学性能如下图2所示，低温(30℃)红外透过率在65％以上，最大超过70％。以4μm处为例，低温30℃透过率为73％左右，高温100℃透过率低至3％左右，透过率变化量高达70％。
下图1和图2所示为采用本发明提出的制备混杂VOx相氧化钒薄膜的方法制备的成分为VO2和V2O5的高VO2比例混杂晶态VOx相薄膜的实际测试效果。与背景技术部分中提到的其他类型氧化钒薄膜的光学调制性能相比，本发明制备的氧化钒薄膜中VO2比例高，红外光学调制性能优异，高低温变化情况下，红外光学透过率变化量均在70％以上。
下图1和2所示为实施例一得到的氧化钒薄膜红外光学调制性能，图1所示为低温(30℃)时薄膜在2.5-7μm波段的红外透过率，其中3-5μm波段的透过率在70％-85％之间，在4.5μm左右达到最大值，图2所示为4μm波长处的相变温度回线，即薄膜透过率随温度的变化曲线，低温30℃透过率为83％左右，随着温度升高，透过率先保持不变，然后在69.5℃时，透过率发生骤降现象，随后温度升高时，透过率维持在较低数值状态，在高温100℃的透过率低至7％左右，整个过程中透过率变化高达76.5％。在降温过程中，可以发生透过率的可逆変化，但是相变温度存在滞后现象，降温过程中，透过率发生骤变对应的温度为 58.3℃，比升温相变温度降低11.2℃。
图3和4所示为实施例二得到的氧化钒薄膜红外光学调制性能，图3所示为低温(30℃) 时薄膜在2.5-7μm波段的红外透过率，其中3-5μm波段的透过率在65％以上，在4.5μm左右达到最大值，最大超过70％。图4所示为4μm波长处的相变温度回线，即薄膜透过率随温度的变化曲线，低温30℃透过率为73％左右，随着温度升高，透过率先保持不变，然后在64.0℃时，透过率发生骤降现象，随后温度升高时，透过率维持在较低数值状态，在高温100℃的透过率低至3％左右，整个过程中透过率变化高达70％。在降温过程中，可以发生透过率的可逆変化，但是相变温度存在滞后现象，降温过程中，透过率发生骤变对应的温度为56.6℃，比升温相变温度降低7.4℃。
图5和图6所示为本发明制备薄膜的透过率随温度变化曲线的一阶导数，由一阶导数图曲线可以清楚的看出薄膜发生相变所对应的温度，以及相变温度回线的滞后宽度。升温和降温过程分别对应的两条曲线中的最低点或最高点分别对应升温和降温过程中透过率变化最大的点，进一步考虑可以将该点定义为薄膜发生相变所对应的温度，两个顶点横坐标差值的绝对值即可认为是升降温过程中相变温度的滞后量。由图5可以看出，实施例一对应的薄膜的升温相变温度为69.5℃，降温相变温度为58.3℃，温度差值为11.2℃；图6所示为实施例二对应薄膜的一阶导数曲线，升温相变温度为64℃，降温相变温度为56.6℃，温度差值为7.4℃。

Claims (9)

1.抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10-3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18～22sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入0.3～0.8sccm的O2，设置偏压为-120V，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
2.根据权利要求1所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤一中所述的基底材料为Al2O3基底、SiO2基底或者TiO2基底。
3.根据权利要求1所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤二中调节靶基距为10cm。
4.根据权利要求1所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤四中通入20sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200V直流偏压反溅清洗15min。
5.根据权利要求1所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤五中设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入0.5sccm的O2，设置偏压为-120V，进行预溅射10min清洁靶材表面。
6.抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于该制备方法按照以下步骤实现：
一、分别对基底材料和V2O3靶材进行超声清洗，得到清洗后的基底材料和V2O3靶材；
二、将清洗后的V2O3靶材安装固定，将清洗后的基底材料放置在带有加热系统的样品台上，调节靶基距为5～15cm，关闭真空室舱门；
三、先利用机械泵对真空室进行预抽气，当气压低至3.0Pa～10.0Pa时，打开分子泵进一步抽气，同时测量真空室内的真空度，至真空室内的气压低至1.0×10-4～1.0×10-3Pa，完成真空室抽气；
四、打开样品台的加热系统，设置沉积温度为450～550℃，保温处理，然后通入18～22sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为3.0～8.0Pa，采用150～250V直流偏压反溅清洗，完成基底材料的反溅清洗；
五、设置射频电源功率为80W～120W，当真空室的气压为3.0～6.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至0.5～1.5Pa，同时通入1.8～2.2sccm的O2，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜，沉积完成后，关闭射频电源、加热电源和O2，在Ar气的保护下降至室温，最后关闭抽气系统，通入空气开舱，得到带有混杂VOx相薄膜的基底材料；
六、将带有混杂VOx相薄膜的基底材料放置于红外高温退火炉中，先用机械泵对样品舱进行抽气，然后关闭抽气，通入N2，反复多次后排除舱内的O2，在500℃下保温10min，完成抗激光损伤混杂VOx相的制备。
7.根据权利要求6所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤四中设置沉积温度为500℃，保温处理，然后通入20sccm的Ar气，利用插板阀控制气压为5.0Pa，采用200V直流偏压反溅清洗15min。
8.根据权利要求6所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于步骤五中设置射频电源功率为100W，当真空室的气压为5.0Pa启动射频电源，当等离子亮起后降低气压至1.0Pa，同时通入2.0sccm的O2，进行预溅射清洁靶材表面，然后打开挡板，沉积薄膜。
9.根据权利要求1或6所述的抗激光损伤混杂VOx相的制备方法，其特征在于沉积薄膜，沉积至膜厚为180～220nm。
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