[分享]常見的光學(xué)薄膜制備方法及應(yīng)用 [復(fù)制鏈接]

從20世紀(jì)30年代開始，光學(xué)薄膜逐漸被廣泛應(yīng)用于日常生活、工業(yè)、天文學(xué)、軍事、宇航、光通信等領(lǐng)域，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)和國(guó)防建設(shè)中起到了重大作用，因而得到了科學(xué)技術(shù)工作者的日益重視。而今新興技術(shù)的發(fā)展對(duì)薄膜技術(shù)不斷提出新的要求，又進(jìn)一步促使了光學(xué)薄膜技術(shù)的蓬勃發(fā)展。所以近年來(lái)，對(duì)光學(xué)薄膜的研究及其應(yīng)用一直是非�；钴S的課題。 M_?B*QZJI  
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一、光學(xué)薄膜的制備方法 b V_<5PHP  
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在光學(xué)薄膜發(fā)展的歷程中，各種先進(jìn)的薄膜制備技術(shù)不斷應(yīng)用到光學(xué)薄膜制備的技術(shù)中。這些技術(shù)不僅大大拓寬了光學(xué)薄膜可以利用的材料范圍，而且極大地改進(jìn)了光學(xué)薄膜的性能和功能，進(jìn)而給光學(xué)薄膜提供了更為寬廣深遠(yuǎn)的發(fā)展空間。下面介紹幾種常見的光學(xué)薄膜制備方法。 RU.MJ kYQ5  
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1.物理氣相沉積法 2nFr?Y3g,  
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物理氣相沉積法簡(jiǎn)單地說，在真空條件下，采用物理方法，將材料源—固體或液體表面氣化成氣態(tài)原子、分子或部分電離成離子，并通過低壓氣體(或等離子體)過程，在基體表面沉積具有某種特殊功能的薄膜的技術(shù)。 發(fā)展到目前，物理氣相沉積技術(shù)不僅可沉積金屬膜、合金膜、還可以沉積化合物、陶瓷、半導(dǎo)體、聚合物膜等。之所以選擇高真空環(huán)境是因?yàn)楸∧げ牧显诔练e的過程中不會(huì)與空氣中的活潑氣體反應(yīng)，以及蒸汽分子在真空環(huán)境中不會(huì)與氣體分子碰撞，而是直接地到達(dá)基片。在實(shí)際薄膜沉積的過程中，需要控制的工藝參數(shù)非常多，通常涉及到真空技術(shù)、材料科學(xué)、精密機(jī)械制造、光電技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、自動(dòng)控制技術(shù)等領(lǐng)域。 !t)uRJ   
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2.離子束輔助沉積法 fA V.Mj-  
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離子束輔助沉積法是在氣相沉積鍍膜的同時(shí)，利用高能粒子轟擊薄膜沉積表面，對(duì)薄膜表面環(huán)境產(chǎn)生影響，從而改變沉積薄膜成分、結(jié)構(gòu)的過程。這種把離子輔助與反應(yīng)蒸發(fā)法結(jié)合起來(lái)的鍍膜技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)低溫成膜，改善薄膜的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能并且提高薄膜和基體的結(jié)合力，從而提高薄膜的綜合性能。但由于離子束轟擊基片的能量束密度不均勻以及高能量離子引起的反濺射等因素，使得離子束輔助蒸發(fā)技術(shù)在生產(chǎn)應(yīng)用中受到限制。通常對(duì)硫化鋅、氟化鎂等軟膜采用離子輔助技術(shù)以后，膜層的牢固性獲得了明顯的改善，但無(wú)論對(duì)軟膜或電子束蒸發(fā)的氧化物硬膜在抗激光損傷方面的效果均不明顯。 T/%k1Hsa4H  
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3.反應(yīng)離子鍍膜法 qIy9{LF  
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是利用熱陰極弧源誘發(fā)膜料離子放電在鍍膜室內(nèi)形成等離子體，蒸發(fā)膜料離子部分被電離，在處于懸浮電位的工件架形成電場(chǎng)作用下抵達(dá)基片，這樣具有一定動(dòng)能的離子態(tài)的膜料粒子與反應(yīng)氣體結(jié)合后淀積成膜，該膜層與玻璃基片附著牢固，薄膜的硬度與耐摩擦性能顯著提高，因此受到了光學(xué)薄膜領(lǐng)域科學(xué)工作者的重視。但此項(xiàng)技術(shù)設(shè)備成本較高，對(duì)提高抗激光損傷能力的潛力有待進(jìn)一步研究。 Nhjz~S<o  
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4.氣相混合蒸發(fā)法 K(NP%:  
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氣相混合蒸發(fā)法是用兩個(gè)電槍同時(shí)蒸發(fā)兩種不同材料，另外用兩個(gè)石英探頭分別監(jiān)控各槍的淀積速率，通過氣相混合，獲得漸變折射率膜層的過程。這種光學(xué)膜層可用作某些基片材料的單層增透膜，以替代原來(lái)鍍?cè)诨�片上的多達(dá)幾十層的多層膜，從而改善薄膜的微觀結(jié)構(gòu)，增加膜層強(qiáng)度，并且使制備折射率按梯度變化成為可能。這種技術(shù)消除了用常規(guī)方式得到的薄膜與空氣(或基體)所形成的突變界面，而以漸變界面取代突變界面，附著力增強(qiáng)，界面吸收減少，另外，漸變界面的熱傳導(dǎo)系數(shù)比普通膜系界面的傳導(dǎo)系數(shù)高。這種非均勻膜已經(jīng)成為薄膜光學(xué)的一個(gè)重要分支，它打破了傳統(tǒng)膜系的設(shè)計(jì)方法，并由此得到了使傳統(tǒng)膜系不能制備的優(yōu)良光譜性能，而且期望極大地改善薄膜元件的抗損傷性能(約提高20%)，因而引起人們極大的興趣。 :K \IS