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聊一聊光學鍍膜設備的現(xiàn)狀和展望

更新時間:2020-09-07      瀏覽次數(shù):2150

    光學鍍膜設備是現(xiàn)代光學和光電系統(tǒng)重要的組成部分,在光通信、光學顯示、激光加工、激光核聚變等高科技及產(chǎn)業(yè)領域已經(jīng)成為核心元器件,其技術突破常常成為現(xiàn)代光學及光電系統(tǒng)加速發(fā)展的主因。光學薄膜的技術性能和可靠性,直接影響到應用系統(tǒng)的性能、可靠性及成本。

    隨著行業(yè)的不斷發(fā)展,精密光學系統(tǒng)對光學鍍膜設備的光譜控制能力和精度要求越來越高,而消費電子對光學薄膜器件的需求更強調(diào)超大的量產(chǎn)規(guī)模和普通大眾的易用和舒適性。

    光學鍍膜設備在過去幾十年實現(xiàn)了長足的進展,從舟蒸發(fā)、電子束熱蒸發(fā)及其離子束輔助沉積技術發(fā)展到離子束濺射和磁控濺射技術。近年來在這些沉積技術和裝備領域的主要技術進展包括:

    間歇式直接光控(intermittentmeasuringmethod)

    間歇式直接光控(intermittentmeasuringmethod):以LeyboldOptics公司的OMS5000系統(tǒng)為代表,光學鍍膜過程中越來越多地使用間歇式信號采集系統(tǒng),對鍍膜過程產(chǎn)品片實現(xiàn)直接監(jiān)控。相對于間接光控和晶控系統(tǒng),間歇式直接光控系統(tǒng)有利于降低實際產(chǎn)品上的薄膜厚度分布誤差,可以進一步提高產(chǎn)品良率并減少了工藝調(diào)試時間。

    漸變折射率結構薄膜技術與裝備(RguatefilterandCoater)

    漸變折射率結構薄膜技術與裝備(RguatefilterandCoater):已經(jīng)有大量研究工作已經(jīng)證實Rugate無界面型薄膜結構和準Rugate多種折射率薄膜結構通過加強調(diào)制折射率在薄膜厚度方向上分布,能設計出非常復雜的光譜性能,(部分)消除了薄膜界面特征,(部分)消除界面效應,如電磁波在界面上比薄膜內(nèi)部更高密度的吸收中心和散射,也可以增加了薄膜力學穩(wěn)定性。

    德國CEC公司開發(fā)的靶面掃描共濺系統(tǒng)。通過在離子束濺射鍍膜過程中,精確掃描兩種材料拼接而成的混合濺射靶,可以實現(xiàn)折射率的漸變結構,高精度制備(準)Rugate復合薄膜結構的光學薄膜,獲得比高低折射率薄膜結構更復雜的光譜性能和更優(yōu)異的附著力、應力等物理性能。

    磁控濺射光學鍍膜系統(tǒng)(MagnetronSputtering)

    以LeyboldHelios和ShincronRAS為代表,磁控濺射技術及裝備在精密光學領域和消費光電子薄膜領域占據(jù)越來越大的份額。磁控濺射薄膜沉積過程控制簡單,粒子能量高,獲得的薄膜結構致密穩(wěn)定。

    展望

    我國的光學和光電子行業(yè)在產(chǎn)能擴充和技術更替中需要大量的中光學鍍膜機。而相關元器件研發(fā)過程中,及時的工藝創(chuàng)新和相應的裝備支持也是整個行業(yè)技術創(chuàng)新的基石和可持續(xù)發(fā)展的基本戰(zhàn)略。

    我國已在精密機械、真空技術、光電子技術和光機電自動化控制等領域開展了大量的研究工作,獲得了長足的技術進步,并形成了完善的產(chǎn)業(yè)集群,這些是研制光學薄膜裝備的重要基礎。

    如果光學鍍膜裝備領域能牽引光機電、真空機械、薄膜工藝等領域的協(xié)同創(chuàng)新,共同研制出屬于我們自己的光學鍍膜機,將進一步加速我國光學和光電子行業(yè)的發(fā)展。因此,也建議該領域能得到國家和地方更多的重視與投入。
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