鍍膜透紅外線鹵素加熱管

常州亮迪電子光源有限公司、中國電器科學研究院有限公司等。

顧林海、徐艷容。

光學薄膜在高真空度的鍍膜腔中實現。常規(guī)鍍膜工藝要求升高基底溫度(通常約為300℃)；而較先進的技術，如離子輔助沉積(IAD)可在室溫下進行。IAD工藝不但生產比常規(guī)鍍膜工藝具有更好物理特性的薄膜，而且可以應用于塑料制成的基底。圖19.11展示一個操作者正在光學鍍膜機前。抽真空主系統(tǒng)由兩個低溫泵組成。電子束蒸發(fā)、IAD沉積、光控、加熱器控制、抽真空控制和自動過程控制的控制模塊都在鍍膜機的前面板上。圖19.12示出裝配在高真空鍍膜機基板上的硬件布局。兩個電子槍源位于基板兩邊，周圍是環(huán)形罩并被擋板覆蓋。離子源位于中間，光控窗口在離子源的前方。圖19.13示出真空室的頂部，真空室里有含6個圓形夾具的行星系統(tǒng)。夾具用于放置被鍍膜的光學元件。使用行星系統(tǒng)是保證被蒸發(fā)材料在夾具區(qū)域內均勻分布的首選方法。夾具繞公共軸旋轉，同時繞其自身軸旋轉。光控和晶控處于行星驅動機械裝置的中部，驅動軸遮擋晶控。背面的大開口通向附加的高真空泵?；准訜嵯到y(tǒng)由4個石英燈組成，真空室的兩邊各兩個。

薄膜沉積的傳統(tǒng)方法一直是熱蒸發(fā)，或采用電阻加熱蒸發(fā)源或采用電子束蒸發(fā)源。薄膜特性主要決定于沉積原子的能量，傳統(tǒng)蒸發(fā)中原子的能量僅約0.1eV。IAD沉積導致電離化蒸汽的直接沉積并且給正在生長的膜增加活化能，通常為50eV量級。離子源將束流從離子槍指向基底表面和正在生長的薄膜來改善傳統(tǒng)電子束蒸發(fā)的薄膜特性。

薄膜的光學性質，如折射率、吸收和激光損傷閾值，主要依賴于膜層的顯微結構。薄膜材料、殘余氣壓和基底溫度都可能影響薄膜的顯微結構。如果蒸發(fā)沉積的原子在基底表面的遷移率低，則薄膜會含有微孔。當薄膜暴露于潮濕的空氣時，這些微孔逐漸被水汽所填充。

填充密度定義為薄膜固體部分的體積與薄膜的總體積(包括空隙和微孔)之比。對于光學薄膜，填充密度通常為0.75～1.0，大部分為0.85～0.95，很少達到1.0。小于l的填充密度使所蒸發(fā)材料的折射率低于其塊料的折射率。

在沉積過程中，每一層的厚度均由光學或石英晶體監(jiān)控。這兩種技術各有優(yōu)缺點，這里不作討論。其共同點是材料蒸發(fā)時它們均在真空中使用，因而，折射率是蒸發(fā)材料在真空中的折射率，而不是暴露于潮濕空氣中的材料折射率。薄膜吸收的潮氣取代微孔和空隙，造成薄膜的折射率升高。由于薄膜的物理厚度保持不變，這種折射率升高伴有相應的光學厚度的增加，反過來造成薄膜光譜特性向長波方向的漂移。為了減小由膜層內微孔的體積和數量所引起的這種光譜漂移，采用高能離子以將其動量傳遞給正在蒸發(fā)的材料原子，從而大大增加材料原子在基底表面處凝結期間的遷移率。