第三章 薄膜制造技术
光学薄膜可以采用物理汽相沉积(PVD)和化学液相沉积(CLD)两种工艺来获得。CLD工艺简单,制造成本低,但膜层厚度不能**控制,膜层强度差,较难获得多层膜,还存在废水废气造成污染的问题,已很少使用。
PVD需要使用真空镀膜机,制造成本高,但膜层厚度可以**控制,膜层强度好,目前已广泛采用。
在PVD方法中,根据膜料汽化方式的���同,又分为热蒸发、溅射、离子镀及离子辅助镀技术。其中,光学薄膜主要是采用热蒸发及离子辅助镀技术制造,溅射及离子镀技术用于光学薄膜制造的工艺是近几年才开始的。
但必须说明的是,溅射及离子镀技术在20世纪主要用在集成线路和金属表面改性领域,而且制造的薄膜质量要比热蒸发技术制造的薄膜质量好得多,之所以迟迟没有用于光学薄膜制造,是由于用于光学薄膜制造时,在技术上存在一些难题。当然,这些难题目前已经和正在得到解决,不久的将来,溅射及离子镀技术会广泛用于光学薄膜制造。
3.1 光学真空镀膜机
光学真空镀膜机大多数是热蒸发真空镀膜设备,主要由三大部分组成:真空系统、热蒸发系统、膜层厚度控制系统。图3.1.1所示为光学真空镀膜机的外形照片,它由真空室、真空机组和电控柜三部分组成。真空室内配置有先进的行星夹具和霍尔等离子体源。
3.1.1 真空系统
光学镀膜机真空系统的组成形式有:小型镀膜机采用“高真空油扩散泵+低真空机械泵+低温冷阱”,大型镀膜机采用“高真空油扩散泵+低真空机械泵+罗茨泵+低温冷阱”,近几年,还有采用“高真空低温冷凝泵+低真空机械泵”无油真空系统的。
图3.1.2是一台光学真空镀膜机的真空系统组成照片,其真空系统由一台低真空机械泵、一台罗茨泵和两台并联的高真空油扩散泵组成。真空室内采用的是整体球形夹具和霍尔等离子体源。
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