2014现代光学薄膜技术9.ppt

Sputter coater RAS-1100B coater 典型的LCoS引擎结构 UV/IR滤光片 期末报告 期末报告 请陈述上述LCOS投影光学引擎中方框中所使用到的光学薄膜器件类型（共11个），并将该类型的具体光学特性要求给出； 请详细给出方框8中X-cube的具体膜系设计过程和设计结果（设计材料和设计方法不限） * 基板旋转系统 镜片悬挂机构 膜厚监控系统 目视法 目视观察薄膜干涉色的变化来控制介质膜的厚度。常用来控制MgF2单层膜。 ?一般情况下，目视法常采用反射式，由于透射式的背景光太亮，使干涉光的对比度大大下降。往往是固定一个观察角度来确定膜层的厚度。 光学膜厚控制 极值法原理是： 利用蒸发过程中出现极值点的次数来控制四分之一波长整数倍膜层厚度的方法，称为极值法。 由于极值法控制精度较低，可以通过采用适当的控制技巧或改进方法提高控制精度。极值法控制有两种方法：一种是直接控制，即全部膜层自始至终直接由被镀样品进行控制，不换控制片；另一种是间接控制，即控制是在一系列的控制片上进行的。 直接控制：全部膜层自始至终直接由被镀样品进行控制，不换控制片，采用被镀样品作为监控片，对镀制窄带滤光片具有很高的精度。主要是由于相邻膜层之间自动进行膜层误差的补偿（在控制波长上），同时避免了凝聚特性变化而引起的误差，使窄带滤光片获得很高的波长定位精度。 间接控制时，淀积在一个已由膜层的基板上的膜层厚度和同时淀积在一个新鲜基板上的膜层厚度之间有明显的差异。这是由于膜层在已由膜层的基板能够立即生长，而在新鲜的基板上生长需要有形成晶核的时间。因此，间接控制的精度与直接控制的精度有差异。简接控制也有其优点，可以调节控制波长，而其误差是随机的误差，减少了其他膜层的影响。 （HL)^15 H 溅射 离子源 离子源工作原理 ?离子源的种类 按离子能量分为： 高能200ev以上的如APS、RF、考夫曼离子源； 低能200ev以下的霍尔离子源 按类型分：考夫曼型和霍尔型 ?离子源的工作原理 在真空环境下，利用发射的电子在电场和磁场的相互作用下，使充入真空室的气体产生离化，在电场和磁场的作用下发射离子。 两种离子源的特点： ?考夫曼离子源的特点：高能低束流，能流密度较低，出射角度较小，适合于镀制较小面积的光学器件；使用成本高； ?霍尔离子源的特点：低能大束流，能流密度较大，发射角也较大，适合较大面积的生产使用；使用成本低；适合于大规模生产使用。 RF离子源系统组成射频离子源，中和器离子源电源系统，工作气体导入系统和流量控制仪 双离子束溅射沉积薄膜 Veeco溅射沉积镀膜系统 16cm RF 12cm RF 16cm聚焦型射频离子源 12cm发散型射频离子源 Maximum Beam current: 700 mA Beam Energy: 100 - 1500 eV Gas Flow: 10 - 50 SCCM Gas Use: Ar Maximum Beam current: 500 mA Beam Energy: 50 eV to 1500 eV Gas Flow: 10 to 15 SCCM Ar Gas Use: Ar , O2 射频离子源工作原理 离子源辅助镀膜（IAD）的作用： 1、填充密度提高：折射率提高 2、波长漂移减少； 3、红外波段的水气吸收减少； 4、增强了膜层的结合力、耐摩擦能力、机械强度、提高表面光洁度； 5、控制膜层的应力； 6、减少膜层的吸收和散射； 7、提高生产效率 离子清洗 真空镀膜系统 1.真空系统 2蒸发系统 3控制系统 4厚度监控系统 5辅助系统 光学薄膜制备工艺 OTFC-1300 真空腔室内部图 真空系统 干泵+罗茨泵 ? 冷凝泵 ? 抽气至8.0E-4Pa 大约6分钟 真空系统 真空在薄膜制备中的作用：减少蒸发分子与残余气体分子的碰撞，抑制残余气体与蒸发分子之间的反应 真空泵 泵名 原理 工作范围 Torr 102 1 10-2 10-4 10-6 10-8 10-10 10-12 机械泵 分子泵 罗茨泵 机械里压缩排除气体 扩散泵 靠蒸汽射流携带排除气体 溅射离子泵 钛升华泵 靠溅射或升华形成吸气、吸附排除气体 吸附泵 冷凝泵 利用低温表面对 气体进行物理吸附排气 （1）机械泵 ?常见种类：旋片式、定片式和滑阀式。 ?旋片式，噪音最小，运转速度高（1000转/分），是真空镀膜常用的机械泵。 ?主要构成：定子、转子、嵌于转子的两个旋片及其弹簧。 ?机械泵油的作用：密封、润滑，提高压缩率 ?机