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技術(shù)文章

光學(xué)鍍膜

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光學(xué)鍍膜

光學(xué)涂層廣泛用于改變玻璃表面的反射率,從眼鏡到大功率激光應(yīng)用。 本頁(yè)將為您概述LAYERTEC定期使用的三種主要涂層技術(shù)。

這些子類(lèi)別介紹了電介質(zhì)金屬涂層背后的物理學(xué)以及組合金屬和電介質(zhì)層的可能性。

 

熱和電子束蒸發(fā)

熱和電子束蒸發(fā)是生產(chǎn)光學(xué)涂層常見(jiàn)的技術(shù)。 LAYERTEC主要使用這些技術(shù)用于UV鍍膜。 蒸發(fā)源安裝在蒸發(fā)室的底部。 它們包含被電子槍?zhuān)娮邮舭l(fā))加熱或通過(guò)電阻加熱(熱蒸發(fā))加熱的涂層材料。 加熱方法取決于材料性質(zhì)(如熔點(diǎn))和光學(xué)規(guī)格。

 

基板安裝在蒸發(fā)室頂部的旋轉(zhuǎn)基板支架上。 為了確保涂層均勻性,需要旋轉(zhuǎn)基材。 必須將基材加熱150-400℃,這取決于基材和鍍膜。 這提供了低吸收損失和涂層對(duì)基材的良好粘合性。 離子槍用于獲得更緊湊的層

 

蒸發(fā)鍍膜的性質(zhì)

成膜顆粒的能量非常低(?1eV)。 這就是為什么必須通過(guò)加熱基底來(lái)增強(qiáng)顆粒的遷移率。 然而,蒸發(fā)涂層的填充密度相對(duì)較低,并且層通常含有微晶。 這導(dǎo)致相對(duì)較高的雜散光損耗(取決于波長(zhǎng),幾十分之一到百分之幾)。

 

此外,根據(jù)溫度和濕度,大氣中的水可能會(huì)擴(kuò)散到涂層中并脫離涂層。 這導(dǎo)致反射帶的移位為波長(zhǎng)的約1.5%。 然而,蒸發(fā)的涂層具有高激光損傷閾值,并廣泛用于激光器和其他光學(xué)裝置。

 

濺射

通常,術(shù)語(yǔ)“濺射”代表通過(guò)離子轟擊從固體中提取顆粒(原子,離子或分子)。 離子被加速到一個(gè)目標(biāo)并與目標(biāo)原子碰撞。 原始離子以及反沖粒子通過(guò)材料移動(dòng),與其他原子a.s.o相撞。 大多數(shù)離子和反沖原子保留在材料內(nèi),但是通過(guò)這種多重碰撞過(guò)程,反沖原子的一部分被散射到表面。 這些顆粒離開(kāi)靶,然后可以移動(dòng)到基底并形成膜。

 

磁控濺射

上述離子通過(guò)在靶前方燃燒的氣體放電來(lái)輸送。 它可以通過(guò)直流電壓(DC濺射)或交流電壓(RF濺射)激發(fā)。 在DC濺射的情況下,靶是高純度金屬(例如鈦)的盤(pán)。 對(duì)于RF濺射,也可以使用電介質(zhì)化合物(例如二氧化鈦)作為靶。 向氣體放電(例如氧氣)中加入反應(yīng)性氣體導(dǎo)致形成相應(yīng)的化合物(例如氧化物)。

LAYERTEC已經(jīng)開(kāi)發(fā)了用于光學(xué)涂層的磁控濺射,從實(shí)驗(yàn)室技術(shù)到非常有效的工業(yè)過(guò)程,其產(chǎn)生具有突出特性的涂層,特別是在VIS和NIR光譜范圍內(nèi)。 我們大的磁控濺射工廠(chǎng)可以涂覆直徑為500mm的基材。

 

離子束濺射

該技術(shù)使用單獨(dú)的離子源來(lái)產(chǎn)生離子。 為了避免污染,現(xiàn)代IBS工廠(chǎng)使用RF源。 反應(yīng)氣體(氧)在大多數(shù)情況下也由離子源提供。 這導(dǎo)致顆粒更好的反應(yīng)性和更緊密的層。

 

磁控管濺射和離子束濺射的主要區(qū)別在于,在磁控濺射工藝中,離子生成,靶和襯底在IBS工藝中*分離,而彼此非常接近。

 

濺射鍍膜的性能

由于成膜顆粒的高動(dòng)能(即?10eV),即高遷移率,濺射層表現(xiàn)出:

•無(wú)定形微觀(guān)結(jié)構(gòu)

•高填充密度(接近散裝材料)

這導(dǎo)致:

•低散光損失

•光學(xué)參數(shù)的高熱和氣候穩(wěn)定性

•高激光誘發(fā)損傷閾值

•高機(jī)械穩(wěn)定性

不需要外部加熱來(lái)生成具有小吸光度的氧化物層。

熔融鍍膜

 

蒸發(fā)示意圖(蒸發(fā)器左右)和支撐離子槍?zhuān)ㄖ虚g)

 

示意性磁控濺射工藝:將氣體放電的離子加速到目標(biāo)(頂部),在那里它們產(chǎn)生涂層顆粒。

 

離子束濺射:來(lái)自沉積源(中間)的離子被加速到靶(右)。 濺射的顆粒在基板上冷凝(頂部)。 第二個(gè)離子源(左)幫助過(guò)程。

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