1、 常用光學(xué)薄膜 單層 MgF2 增透膜 紅外增透膜1、增透膜2、反射膜3、分光膜 基本原理 制造方式 應(yīng)用情景 光學(xué)薄膜泛指在光學(xué)器件或光電子元器 件表面用物理化學(xué)等方法沉積的、利用光 的干涉現(xiàn)象以改變其光學(xué)特性來產(chǎn)生增透、反射、分光、分色、帶通或截止等光學(xué)現(xiàn)象的各類膜系。它可分為增透膜、高反膜、濾光膜、分光膜、偏振與消偏振膜等。光學(xué)薄膜的應(yīng)用始于20世紀(jì)30年代。現(xiàn)代，光學(xué)薄膜已廣泛用于光學(xué)和光電子技術(shù)領(lǐng)域，制造各種光學(xué)儀器?；驹?利用光線的干涉效應(yīng)，當(dāng)光線入射于不同折射系數(shù)物質(zhì)所鍍成的薄膜，產(chǎn)生某種特殊光學(xué)特性。 分類：光學(xué)薄膜就其所鍍材料之不同，大體可分為金屬膜和非金屬膜。 a.金屬

2、膜：主要是作為反射鏡和半反射鏡用。在各種平面或曲面反射鏡，或各式稜鏡等，都可依所需鍍上Al、Ag、Au、Cu等 各種不同的材料。不同的材料在光譜上有不同的特性。AI的反射率在紫外光、可見光、近紅外光有良好的反射率，是鍍反射鏡最常使用的材料之一。Ag膜在可見光和近紅外光部份的反射率比AI膜更高，但因其易氧化而失去光澤，只能短暫的維持高反射率，所以只能用在內(nèi)層反射用，或另加保護(hù)膜。 b.非金屬膜:用途非常廣泛，例如增透膜鏡片單一波長濾光片、長或短波長通過濾光片、熱光鏡、冷光鏡、各種鐳射射鏡片等，都是利用多種不同的非金屬材料，蒸鍍在研磨好之鏡杯上，層數(shù)由單層到數(shù)十、百層不等，視需要的不同，而有不同的

3、設(shè)計(jì)和方法。目前這些薄膜中被應(yīng)用得最廣泛，最商業(yè)化，也是一般人接觸到最多的，就是抗反射膜。例如眼鏡、照相機(jī)鏡頭、顯微鏡等等都是在鏡片上鍍增透膜膜。因?yàn)槿羰遣患右钥狗瓷錈o法得到清晰明亮的影像了，因此如何增加其透射光線就是一個(gè)非常重要的課題。制造方式 1.濺射方式 2.熱電阻式 3.電子槍式。濺射方式 濺射法最早獲得應(yīng)用，是使剩余氣體分子在強(qiáng)電場作用下發(fā)生電離，電離獲得正離子在場的作用下向陰極方向作高速運(yùn)動(dòng),擊到陰極表面后把自己的能量傳遞給位于陰極表面上的濺射靶子使靶面原子(或分子)淀積在基體上形成所需要的薄膜陰極濺射很少用來淀積介質(zhì)材料。這是由于帶電的離子在基體和靶面的堆積形成屏蔽電場，從而影響

4、淀積的繼續(xù)進(jìn)行，使淀扭速率慢，效果也差。高頻濺射正是為了克服陰極濺射這與一缺點(diǎn)而設(shè)計(jì)與一般陰極濺射不同，高頻濺射在兩極之間加的是高頻電壓，頻率一般為 530Mhz，這樣在上半周吸附于極面的電荷在下半周時(shí)就被釋放，不致形成電荷積累而影響淀積，高頻濺射可用來淀積各種電介質(zhì)材料這種膜結(jié)構(gòu)緊密，牢固性好，制備電學(xué)膜應(yīng)用較為廣泛，但均勻性不夠好。厚度控制較為困難，在光學(xué)薄膜中應(yīng)用少，如果克服上述缺點(diǎn)，可望在克服大功率激光器對薄膜破壞中得到應(yīng)用。電阻加熱蒸發(fā) 大部分材料，特別是化合物，只能采用間接蒸發(fā)，即需要一個(gè)盛放并加熱材料的蒸發(fā)源選擇蒸發(fā)源的三個(gè)基本要求:蒸發(fā)源材料的熔點(diǎn)和蒸氣壓;蒸發(fā)源材料與薄膜材料

5、的反應(yīng)以及薄膜材料的濕潤性最簡單和最常用的方法是用高熔點(diǎn)的材料作為加熱器，它相當(dāng)于一個(gè)電阻，通電后產(chǎn)生熱量， 電阻率隨之增加， 當(dāng)溫度為 1000 度時(shí)蒸發(fā)源的電阻率為冷卻時(shí)的 45 倍； 在 2000度時(shí)，增加到 10 倍，加熱器產(chǎn)生的焦耳熱就足以使蒸發(fā)材料的分子或原子獲得足夠大的動(dòng)能而蒸發(fā).常用的蒸發(fā)源材料有石墨，鎢，鉭，鉬，鉑，其中最常用的是鉬片和鎢絲。電阻加熱法的優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備簡單，操作方便，易于實(shí)現(xiàn)薄膜淀積過程自動(dòng)化，但是不能直接蒸發(fā)難溶金屬和高溫介質(zhì)材料；很難避免蒸發(fā)源對膜料污染。電子槍式 原理是當(dāng)金屬高溫狀態(tài)時(shí)，其內(nèi)部的一部分電子因獲得足夠的能量而逸出表面，這就是所謂熱電子發(fā)射，如果

6、施加一定的電場，則電子在電場中將向陽極方向移動(dòng)，且電場電壓越大電子運(yùn)動(dòng)速度越快，這樣高速運(yùn)動(dòng)的電子流在一定的電磁場作用下，使它聚成細(xì)束并轟擊被鍍材料表面，使動(dòng)能變成熱能，從而使薄膜材料蒸發(fā)。 電子槍的結(jié)構(gòu)有許多形式，目前，廣泛采用磁偏轉(zhuǎn) e 形槍，它基本上克服了二次電于的影響所謂“e 形”，是由于電于軌跡成 e 字形而得名，又被稱為 270 度磁偏轉(zhuǎn)槍從燈絲發(fā)射的熱電子經(jīng)陰極與陽極間的高壓電場加速并聚焦，由磁場使之偏轉(zhuǎn)達(dá)到坩堝蒸發(fā)材料表面由于蒸發(fā)材料與陽極是分開的，并單獨(dú)處于磁場中，故二次電子因受到磁場的作用而再次發(fā)生偏轉(zhuǎn)， 大大減少了向基板發(fā)射的幾率， e 形槍的聚焦特性主要決定于燈絲，聚焦

7、極的相對位置電子槍偏轉(zhuǎn)主要取決于高壓和磁場電流的大小e 形槍有效抑制二次電子，方便的通過改變磁場大小調(diào)節(jié)束斑位置，而且采用內(nèi)藏式陰極，即防止了板間的離子放電，又避免了燈絲污染應(yīng)用 激光器使用的光學(xué)薄膜 二極管泵浦固體激光器（DPL ）使用的光學(xué)薄膜DPL 及激光應(yīng)用是近年來發(fā)展的最富成果的研究之一。由于 DPL 的泵浦波長和輸出波長不同，泵浦方式及使用的材料多種多樣，因此相應(yīng)使用的薄膜多種多樣。研究這方面薄膜工作將為 DPL 的發(fā)展提供強(qiáng)有力的保證。圖 1 是二極管側(cè)面泵浦倍頻激光器使用的薄膜示意圖，該激光器是腔內(nèi)倍頻激光器，輸出 532nm 的激光。高強(qiáng)度光學(xué)薄膜技術(shù)進(jìn)展高強(qiáng)度光學(xué)薄膜的主要

8、特性是：1,高的抗激光強(qiáng)度，即高抗激光損傷閾值;2,低的光損耗，即 1-R-T 非常小。采取了主要關(guān)鍵技術(shù)及技術(shù)途徑如下：1） 采用超光滑表面磨拋技術(shù)，改善基底表面粗糙度。2） 利用離子源對基底表面進(jìn)行離子清洗，有助于增加膜與基底的附著力，有助于去除基底表面的雜質(zhì)。3） 在膜系設(shè)計(jì)中傳統(tǒng)的分析方法基礎(chǔ)上，利用計(jì)算機(jī)膜系設(shè)計(jì)優(yōu)化軟件，設(shè)計(jì)出損耗低、利于制備、激光損傷閾值（LDT）高的膜系。4） 采用激光預(yù)處理技術(shù)，能夠使薄膜元件的 LDT 值大幅度提高。5） 采用吸收測量方法，指導(dǎo)各項(xiàng)工藝研究 。薄膜抗激光損傷閾值1.5GW/CM 2 ， （激光波長為1.064um,激光脈寬10ns,1對1測試）與鍍膜技術(shù)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)與鍍膜技術(shù)密切相關(guān)的產(chǎn)業(yè)鍍膜眼鏡幕墻玻璃濾光片ITO膜車燈、冷光鏡、舞臺燈光濾光片光通信領(lǐng)域：DWDM、光纖薄膜器件紅外膜投影顯示光學(xué)薄膜的發(fā)展前景光學(xué)薄膜的發(fā)展前景1. 光學(xué)薄膜的理論已趨成熟，重點(diǎn)是設(shè)備和制備光學(xué)薄膜的理論已趨成熟，重點(diǎn)是設(shè)備和制備技術(shù)及檢測技術(shù)的提高技術(shù)及檢測技術(shù)的提高2. 2. 新的應(yīng)用開拓新的應(yīng)用開拓-象激光、光通訊等之類的重象激光、光通訊等之類的重要應(yīng)用要應(yīng)用3. 3. 各種功能的光電子薄膜及器件，如光源、調(diào)各種功能的光電