光学薄膜技术及应用.pdf

中国光学光电子行业协会2008 年光学薄膜培训班培训资料 光学薄膜技术及应用 朱 震 第一章 真空技术 第三章 光学薄膜的真空蒸发技术 第四章 制备工艺因素 第四章 光学薄膜的应用 华北光电技术研究所 200805 第 127 页 中国光学光电子行业协会2008 年光学薄膜培训班培训资料 大家知道，只要已知薄膜材料的特性，设计满足特定要求的薄膜系统今天并非难事， 而要制造一个特性符合理论设计的薄膜系统却要难得多，这就要求我们必须熟悉薄膜的特 性、制造和测试，以及薄膜技术领域中相关问题，一句话，必须注意薄膜工艺中的问题． 第一章 真空技术 有很多方法可以在玻璃上行成薄膜，如用化学方法，用酸容液处理表面，可以得到一 个低折射率的不均匀层，具有减反射的效果，用碱性溶液浸析玻璃的方法制成具有低折射 率的骨架型硅胶膜，作为低折射玻璃上的一种减反射膜是最合适的．近来发现在高功率激 光器光学元件上的化学浸析减反射层显现一种很高的抗激光破坏能力．如果用物理方法， 如在低残余压强下，高能粒于轰击使多组分玻璃和熔融二氧化硅表面产生变化，也可定生 减反射膜．上述方法也可称脱出方法，只适合制备折射率低于多组分破璃集体的单层膜．如 果用附加方法，可按任意顺序淀积具有各种折射率．低吸收或不吸收的化合物质，高反射 金属吸收膜或合金吸收膜，附加膜形成方法又可以分为化学方法和物理方法，如用化学方 法可以在透镜上备二层减反膜，形成氧化物薄膜二氧化钛．二氧化硅，我国在 50 年代到 60 年代期间大量采用这种方法制备减反射膜，另一种重要的成膜技术是物理方法及物理蒸气 淀积，要求在真空设备条件下进行，我们当前主要是从事在真空设备条件下制备光学薄膜， 因此我们对有关的一些真控知识必须了解． 1.1. 真空的基本知识 真空是指压力低于一个大气压的任何气态空间，通常，即使在“高真空”条件下，在 1 立方厘米体积中仍包含着大约 300 亿个气体分子．由此可知，通常所说的真空是一种“相 对真空”。 一般用真空度来表征真空，而真空度的高低又是用压强大小来表示的，因此，量度真 空是以压强为单位来量度的，压强高表示真空度低，压强低则表示真空度高。 在薄膜技术中，压强所采用的法定单位是帕斯卡(pascal)，是目前国际上推荐使用的国 际单位制,简称帕(pa).而在实际工程技术中几种旧的单位仍有采用,为此下面将几种旧的单位 与帕之间的转换关系介绍如下: (1) 毫米汞柱 (mmHg) ： 1mmHg=133.3Pa ； (2) 托 (Torr) ：1torr=1/760atm=133.3pa. (atm 表示标准大气压 ) ． 2 2 2 -3 1 帕=1 牛顿／米 =1千克／米秒 =10达因／厘米 =7 ．5x 10 托 ) (3) 巴(bar) ： 1bar=10 5 Pa 随着真空度的提高，“真空”的性质逐渐发生变化，经历着气体分子数的量 变到“真空”质变的若干过程，构成“真空”的不同区域。为了便于讨论和实际 应用，常把真空划分成粗真空、低真空 、高真空和超高真空四个区域。 各区域的物理特性列表如下： 第 128 页