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光学镀膜技术

发布时间：

2021-09-15

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。

　　1、蒸发沉积

　　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。

　　在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。