温度对镀制精密光学薄膜的影响

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1、温度对镀制精密光学薄膜的影响温度对镀制精密光学薄膜的影响潘振强( 广东肇庆振华真空机械有限公司5 2 6 0 6 0 )在精密光学膜量产的过程，温度对产品的光学指标、膜层牢固度、稳定性、重复性及一致性起到非常关键的作用。1 温度主要对如下方面产生影响( 1 ) 对温度敏感的光学元件的影响。如：塑料工件变形及损坏。( 2 ) 对膜层牢固度、硬度、机械强度的影响。如：M g F 必须在2 5 0 。C 以上才能达到牢固度、硬度要求。( 3 ) 温度对沉积材料折射率的影响，最终对同一炉不同位置或连续量产的工件光学曲线一致性及稳定性构也成较大影响。如：Z r 0 。及T i o z 从常温到3 0 0

2、 。C 对折射率变化量影响可能到达2 0 之多。因此，镀膜时，必须对温度进行精确的测量、分布及控制、。2 如何使温度精确控制满足高精密膜的量产拟采取的方法如下：2 1 修正测量与实际温度误差( 1 ) 由于加热盘与工件存在工作距离，感应器探头一般与发热管相对较近，并受热传导影响，测量温度可能高于实际温度，严重时可达5 0 。C 。这样会给操作者一个严重失真的数据，使操作者产生错误判定。( 2 ) 在工件位置采用高精度表面温度计测量实际温度，以修正温度计与工件实际温度差并使之更接近实际。( 3 ) 改变温度探头安装位置及方法使误差达致最小。2 2 在精确控制温度方面采用P I D 温度控制方式。

3、( 1 ) 调整P I D 参数使温度达到一个非常精确的控制。其中P ：代表比例控制，控制器输出与输入误差信号成比例关系。I ：代表积分控制，控制器输出与输入误差信号的积分成正比关系。因为误差项是时间的积分，很小的误差都可以累积而使误差项增大，积分控制推动控制器的输出增大使稳态误差进一步减小，直至等于零。D ：代表微分控制，控制器输出与输入误差信号的微分( 误差变化率) 成正比关系。反映变化率趋势，起到超前修正误差功能。( 2 ) 可以设定温度上升及下降速率等复杂温控曲线6 3第七届广东省真空学会学术研讨会论文集防l t 过大的热惯性形成实际温度在某段时间区间高于设定值。( 如塑料工件过冲温度

4、将使工件变形及损坏)( 3 ) 通过以上方式控制精度达1 5 。C 。使每炉温度误差很小，保证了连续量产的重复性。3 确保温度的均匀性( 1 ) 作处理的球形罩式的工件盘一般温度均匀性较差，我们用表面温度计实测达5 0 。C 的温差。每圈的温度不一致，产生每圈沉积同样材料的折射率不一致。用分光光度计实际测量曲线，中心波长产生偏移，用肉眼看颜色也不一致。对既要求光学指标又要求外观颜色的高要求用户是绝对不能接受的。( 2 ) 加热功率空间分布均匀。用理论计算及实验相结合的方法使温度分布一致。( 3 ) 将一个测量点改为多个测量点。( 4 ) 将一路控制方式改为多路控制方式。( 5 ) 采取以上措施后，实际温度均匀性各圈间温差最大4 。C 。达到生产要求。4 减少监控片与工件的温差( 1 ) 监控片的温度一般比工件低，相差可达1 0 0 ，这样使折射率、光学曲线与工件不成线性比例关系。若光学监控片与工件产生温度差，要精确控制成膜就有困难，在精密光学膜方面表现尤为突出。( 2 ) 通过均匀布热方法使监控片与工件温度一致或接近，使监控片与工件光学曲线指标基本一致或成比例关系，从而能够精确控制成膜。