• 聊一聊光学镀膜设备的现状和展望
    点击次数:43 发布时间:2020-09-07

        光学镀膜设备是现代光学和光电系统最重要的组成部分,在光通信、光学显示、激光加工、激光核聚变等高科技及产业领域已经成为核心元器件,其技术突破常常成为现代光学及光电系统加速发展的主因。光学薄膜的技术性能和可靠性,直接影响到应用系统的性能、可靠性及成本。

        随着行业的不断发展,精密光学系统对光学镀膜设备的光谱控制能力和精度要求越来越高,而消费电子对光学薄膜器件的需求更强调超大的量产规模和普通大众的易用和舒适性。

        光学镀膜设备在过去几十年实现了长足的进展,从舟蒸发、电子束热蒸发及其离子束辅助沉积技术发展到离子束溅射和磁控溅射技术。近年来在这些沉积技术和装备领域的主要技术进展包括:

        间歇式直接光控(intermittentmeasuringmethod)

        间歇式直接光控(intermittentmeasuringmethod):以LeyboldOptics公司的OMS5000系统为代表,光学镀膜过程中越来越多地使用间歇式信号采集系统,对镀膜过程产品片实现直接监控。相对于间接光控和晶控系统,间歇式直接光控系统有利于降低实际产品上的薄膜厚度分布误差,可以进一步提高产品良率并减少了工艺调试时间。

        渐变折射率结构薄膜技术与装备(RguatefilterandCoater)

        渐变折射率结构薄膜技术与装备(RguatefilterandCoater):已经有大量研究工作已经证实Rugate无界面型薄膜结构和准Rugate多种折射率薄膜结构通过加强调制折射率在薄膜厚度方向上分布,能设计出非常复杂的光谱性能,(部分)消除了薄膜界面特征,(部分)消除界面效应,如电磁波在界面上比薄膜内部更高密度的吸收中心和散射,也可以增加了薄膜力学稳定性。

        德国CEC公司开发的靶面扫描共溅系统。通过在离子束溅射镀膜过程中,精确扫描两种材料拼接而成的混合溅射靶,可以实现折射率的渐变结构,高精度制备(准)Rugate复合薄膜结构的光学薄膜,获得比高低折射率薄膜结构更复杂的光谱性能和更优异的附着力、应力等物理性能。

        磁控溅射光学镀膜系统(MagnetronSputtering)

        以LeyboldHelios和ShincronRAS为代表,磁控溅射技术及装备在精密光学领域和消费光电子薄膜领域占据越来越大的份额。磁控溅射薄膜沉积过程控制简单,粒子能量高,获得的薄膜结构致密稳定。

        展望

        我国的光学和光电子行业在产能扩充和技术更替中需要大量的中高端光学镀膜机。而相关元器件研发过程中,及时的工艺创新和相应的装备支持也是整个行业技术创新的基石和可持续发展的基本战略。

        我国已在精密机械、真空技术、光电子技术和光机电自动化控制等领域开展了大量的研究工作,获得了长足的技术进步,并形成了完善的产业集群,这些是研制高端光学薄膜装备的重要基础。

        如果光学镀膜装备领域能牵引光机电、真空机械、薄膜工艺等领域的协同创新,共同研制出属于我们自己的高端光学镀膜机,将进一步加速我国光学和光电子行业的发展。因此,也建议该领域能得到国家和地方更多的重视与投入。
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