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光学真空镀膜机镀光学薄膜的原理

2020-06-06

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     光学真空镀膜机,顾名思义是跟光具有紧密相连的关系。如日常带的眼镜镜片、手机屏幕、电脑屏幕、电子产品摄像头、炫彩的手机盖等都通过光学真空镀膜机镀上了一层光学膜层。达到的效果有高透、高反、防刮、防磨、防污、防水等效果。在日常生活中广泛应用,随着时代发展,光学技术也在不断创新,满足人们高质量生活。下面汇成真空小编为大家详细介绍一下光学镀膜原理:

      光学薄膜在高真空度的镀膜腔中实现。常规镀膜工艺要求升高基底温度(通常约为300℃);而较先进的技术,如离子辅助沉积(IAD)可在室温下进行。IAD工艺不但生产比常规镀膜工艺具有更好物理特性的薄膜,而且可以应用于塑料制成的基底。薄膜沉积的传统方法一直是热蒸发,或采用电阻加热蒸发源或采用电子束蒸发源。薄膜特性主要决定于沉积原子的能量,传统蒸发中原子的能量仅约0.1eV。IAD沉积导致电离化蒸汽的直接沉积并且给正在生长的膜增加活化能,通常为50eV量级。离子源将束流从离子枪指向基底表面和正在生长的薄膜来改善传统电子束蒸发的薄膜特性。

      薄膜的光学性质,如折射率、吸收和激光损伤阈值,主要依赖于膜层的显微结构。薄膜材料、残余气压和基底温度都可能影响薄膜的显微结构。如果蒸发沉积的原子在基底表面的迁移率低,则薄膜会含有微孔。当薄膜暴露于潮湿的空气时,这些微孔逐渐被水汽所填充。

      填充密度定义为薄膜固体部分的体积与薄膜的总体积(包括空隙和微孔)之比。对于光学薄膜,填充密度通常为0.75~1.0,大部分为0.85~0.95,很少达到1.0。小于l的填充密度使所蒸发材料的折射率低于其块料的折射率。在沉积过程中,每一层的厚度均由光学或石英晶体监控。这两种技术各有优缺点,这里不作讨论。其共同点是材料蒸发时它们均在真空中使用,因而,折射率是蒸发材料在真空中的折射率,而不是暴露于潮湿空气中的材料折射率。薄膜吸收的潮气取代微孔和空隙,造成薄膜的折射率升高。由于薄膜的物理厚度保持不变,这种折射率升高伴有相应的光学厚度的增加,反过来造成薄膜光谱特性向长波方向的漂移。为了减小由膜层内微孔的体积和数量所引起的这种光谱漂移,采用高能离子以将其动量传递给正在蒸发的材料原子,从而大大增加材料原子在基底表面处凝结期间的迁移率。


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