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光学镀膜技术盘点

发布时间:2019-07-30 08:29:10         点击:272

 1、蒸发沉积专用镀膜

       在蒸发沉积时,真空室中的源材料受到加热或电子束轰击而蒸发。蒸气冷凝在光学表面上。在蒸发期间,通过精确控制加热,真空压力,基板定位和旋转可以制造出具有特定厚度的均匀光学镀膜。

       蒸发具有相对温和的性质,会使镀膜变得松散或多孔。这种松散的镀膜具有吸水性,改变了膜层的有效折射率,将导致性能降低。通过离子束辅助沉积技术可以增强蒸发镀膜,在该过程中,离子束会对准基片表面。这增加了源材料相对光学表面的粘附性,产生更多应力,使得镀膜更致密,更耐久。

2、离子束溅射(IBS)

       在离子束溅射(IBS)时,高能电场可以加速离子束。这种加速度使得离子具有显着的动能。在与源材料撞击时,离子束会将靶材的原子“溅射”出来。

       这些被溅射出来的靶材离子(原子受电离区影响变为离子)也具有动能,会在与光学表面接触时产生致密的膜。IBS是一种精确的,重复性强的技术。

3、等离子体溅射

       等离子体溅射是一系列技术的总称,例如高级等离子体溅射和磁控管溅射。不管是哪种技术,都包括等离子体的产生。

       等离子体中的离子经加速射入源材料中,撞击松散的能量源离子,然后溅射到目标光学元件上。虽然不同类型的等离子体溅射具有其独特的性质和优缺点,不过我们可以将这些技术集合在一起,因为它们具有共同的工作原理,它们之间的差异,相比这种镀膜技术与本文中涉及的其他镀膜技术之间的差异小得多。

4、原子层沉积

       与蒸发沉积不同,用于原子层沉积(ALD)的源材料不需要从固体中蒸发出来,而是直接以气体的形式存在。尽管该技术使用的是气体,真空室中仍然需要很高的温度。

       ALD过程中,气相前驱体通过非重叠式的脉冲进行传递,且脉冲具有自限制性。这种工艺拥有独特的化学性设计,每个脉冲只粘附一层,并且对光学件表面的几何形状没有特殊要求。因此这种工艺使得我们可以高度的对镀层厚度和设计进行控制,但是会降低沉积的速率。

5、亚波长结构化表面

       小于光波长的表面结构已成为光学界的一门研究课题,其灵感来自于飞蛾眼睛上的纹理图案。表面纹理化仍然是一种发展中的技术,与传统的薄膜镀膜交替沉积高折射率材料和低折射率材料不同的是,它需要改变基片表面的结构。

       纹理表面上的特征可以是随机的或周期性的,犹如飞蛾眼睛的图案。对于亚波长结构化表面的制造,如果想要周期性的图案,我们可以采用光刻法,如果想要随机的图案,我们可以采用改进的等离子体蚀刻。

 

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