先进低折射薄膜材料的研究
典型案例： 中国科学院上海硅酸盐研究所（X射线衍射组）
用户单位名称：中国科学院上海技术物理研究所
仪器设施名称： X 射线衍射仪 D8 ADVANCE
【基本情况】通过所级公共技术服务中心，中国科学院上海技术物理研究所与中国科学院上海硅酸盐研究所测试中心X射线衍射（XRD）组建立了长期的合作关系，中国科学院上海技术物理研究所（某实验室）是国内专门从事先进光学薄膜材料研究和开发的国家级重点实验室。在红外光学系统中，增透膜的作用尤为不可或缺。一方面，由于红外光学系统采用高折射率的材料制作光学元件，透射能量的损失非常大，归根到底，增透膜的性能取决于空气界面处材料所能达到的最低折射率值。
在空间红外光学系统应用中，由于构成光学薄膜的材料不仅需要在三个红外窗口具有足够高的透明性，还需要能够承受一系列严酷的空间环境考验，因而在为数不多的低折射率材料中，实际可供使用的就更有限了。一种过去所使用的材料氟化钍（ThF4），虽然在10.6 µm 的折射率仅为 n=1.35，同时具有优良的机械性能和环境耐受性，但由于其具有放射性，已逐渐被世界许多国家的有关机构通过立法形式禁止使用。多年来，寻找氟化钍的替代物已经是全世界光学薄膜材料科学家追寻的一个目标。
在之前的长波红外低折射率材料研究中，通常使用的方法是尝试法，即尝试所有的可用的镀膜材料，直到找出一种合适的材料，很显然这种方法需要投入大量的人力和资金成本。我们使用X射线衍射的办法对长波红外低折射率镀膜材料的结构进行分析，发现材料的晶体结构对其长波红外区的吸收有非常大的影响。晶体结构分析为长波红外低折射率材料的选择指明了方向，大大减少了在材料时没有必要的摸索过程，选择为这些材料在红外光学系统中的应用提供了理论研究支持。
【取得成效】通过与中国科学院上海硅酸盐研究所X射线衍射（XRD）组在检测方面的合作，充分体现了平台产学研联盟的理念，而晶体结构分析为长波红外低折射率材料的选择指明了方向，从而能进一步结合其它测试手段对材料制备工艺进行优化，使该项研究在社会效益、经济效益以及国际影响力上效果突出。
