第二篇-第六章-高反射镜.ppt

由于铝氧化层使紫外区域的反射率有所下降，所以在沉积铝膜后立即涂敷一MgF2或LiF膜，反射率可得到部分改善，这种涂敷保护膜的铝镜反射率如图6-24所示。 在真空紫外区域，改善金属膜的反射率，可以加镀适当厚度的铂膜或铝膜，图6-25是在铱基底上镀不同厚度铝膜的实测反射率曲线，反射率随铝膜厚度的变化很明显，这种膜已在空间领域得到应用。 6.9 影响反射特性的因素* 对于前面讨论的高低折射率四分之一波长周期多层膜系、金属高反射膜以及金属-介质反射膜，理论计算得到的反射率与实际测量得到的反射率是有差别的，尤其是在紫外和X射线区域，差别更为明显。 1．膜层厚度误差 2．色散 3．吸收 4．表面和层间界面的不光滑性 6.10 高反射镜应用实例 不管是高、低折射率周期多层介质高反射镜还是金属高反射镜，在不同领域的应用都十分广泛，下面列举三个典型实例。 6.10.1 激光高反射镜 随着激光技术的发展，对激光谐振腔等光学镀膜元件的性能提出了新的要求，超低功耗激光反射镜要求激光高反射膜必须具备吸收小、散射强度小、反射功率大和耐激光损伤阈值高等优点。激光高反射镜仍然采用高、低折射率四分之一波长周期多层膜，不过高折射率 介质是混合膜料，而不是单一的高折射率材料，目的是通过混合提高膜层的填充密度，以减小散射损耗并提高激光损伤阈值。 图6-30（a）和（b）分别对应于激光波长 和 的高反射镜实测透射率曲线。高反射镜采用膜系 高折射率膜层为混合膜料 ，混合比例 ；低折射率膜层为单一介质 ，基底为 玻璃。波长 处的反射率为 (6-103) 99.96%，波长 处的反射率为99.2%。与单质高折射率膜料相比较，混合膜料激光反射镜的激光损伤阈值为36J～37J/mm2，提高5%到15%,且膜层吸收小，机械强度大。长期放置后，反射镜中心波长无漂移现象发生。 6.10.2 光刻机系统193nm高反射膜 集成电路的飞速发展，光刻技术起到至关重要的作用，因为光刻技术决定单个器件的物理尺寸。因此，随着光刻分辨率的提高，集成度也不断提高。目前光刻机的波长已缩小到248nm和193nm的深紫外波长处。对于193nm波长的光刻机，为了提高光刻机的分辨率和效率，光学器件表面必须制镀高质量、高性能193nm高反射膜。但由于在193nm波长处，薄膜材料与基底存在吸收和散射等，所以制镀193nm高反射膜成为问题的关键。 图6-31所示就是193nm高反射膜反射率实测曲线。膜系采用高、低折射率四分之一周期多层膜系 高、低折射率膜料选择 ，基底介质选择K9玻璃，入射介质为空气。为了证明制镀193nm高反射膜膜料选择和制度工艺的有效性,镀膜后膜片放置了半年时间。由图可见,半年后膜片193nm处的反射率仍然高达98.419%，表明膜片时间稳定性和环境稳定性良好。 (6-104) 6.10.3 DLP/LCoS投影薄膜—宽角度高反射镜 图6-32 所示为DLP和LCOS投影光学系统示意图,系统中涉及薄膜光学元件有：隔红外紫外滤光片、偏振转换器、分色镜（ＤＭ）、偏振分束镜（PBS）、全内反射棱镜（TIR）和高反射镜等，且在光学系统中几乎所有裸露的光学表面都要求镀增透膜。 在某些应用中，不管是增透膜还是高反射膜必须同时具有宽角和宽带特性，图6-33就是深圳飞来特技术有限公司生产的DLP和LCOS投影显示光学系统中常用的宽角度高反射镜产 品及特性曲线。 膜系在设计截止滤光片时很有用。 6.5 周期多层膜构成的宽带高反射膜 由式（6-42）可知，四分之一波长周期多层膜系的反射率带宽取决于构成膜系材料的高、低折射率的比值 ，比值越大，带宽就越宽。但实际可供选择的材料折射率有限，可见光区适用的材料中最大折射率小于2.6，最小折射率不小于1.3。在红外区域，适用的材料中最大折射率也不超过6.0。因此，折射率比值 不可能很大，而高反射带宽受到限制。实际应用中，往往需要展宽高反射区域的带宽，最常用的展宽方法有以下几种： 1. 两个不同中心波长的对称周期膜系 或 （6-54） 叠加放置在一起，构成有