光学镀膜机的薄膜的特点是什么

2020-11-28

  光学薄膜是在高真空镀膜腔中实现的。传统的镀膜工艺需要增加基底温度(通常约300℃),而优良的技术,如离子辅助沉积(IAD)可以在室温下进行。光学镀膜机不但可以制备出比传统镀膜工艺具有更好物理性能的薄膜,而且可以应用于塑料基片上。传统的薄膜沉积方法一直是热蒸发、电阻加热蒸发源或电子束蒸发源。薄膜的性质主要取决于沉积原子的能量,传统的蒸发法只为0.1eV左右。IAD沉积导致电离蒸气的直接沉积,并增加生长膜的活化能,通常约为50ev。离子源将离子枪的束流指向基片表面和生长膜,以改变传统电子束蒸发的薄膜特性。

  薄膜的光学性质,如折射率、吸收率和激光损伤阈值,主要取决于光学镀膜机的薄膜的微观结构。薄膜的微观结构受薄膜材料、残余气体压力和衬底温度的影响。如果蒸发原子在基底表面的迁移率很低,则薄膜将含有微孔。当这些毛孔被水蒸气逐渐填满时,这些毛孔就逐渐被水蒸气填满了。

  填充密度定义为薄膜固体部分的体积与薄膜总体积(包括空隙和微孔)的比率。对于光学薄膜,填充密度通常为0.75-1.0,大多数填充密度为0.85-0.95,很少达到1.0。当填充密度小于l时,蒸发材料的折射率低于体积材料的折射率。在沉积过程中,每个石英层的厚度都是由石英晶体的厚度来监控的。这里不讨论这两种技术的优缺点。它们的共同点是,当材料蒸发时,它们都是在真空中使用的。因此,折射率是真空中蒸发物质的折射率,而不是暴露在潮湿空气中的折射率。薄膜吸收的水分取代了微孔和空隙,使薄膜的折射率增加。随著薄膜厚度的增加,薄膜的折射率随著波长的增加而保持不变。为了减少光学镀膜机的薄膜中微孔的体积和数量引起的光谱漂移,利用高能离子将其动量转移到蒸发的物质原子上,从而大大增加了材料原子在基底表面冷凝时的迁移率。


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