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1、光学镀膜AR coating工艺指导1工艺简介目录 1-光学镀膜原理 2-光学镀膜设备简介 3-镀膜靶材介绍 4-ARcoating 原理 5-ARcoating的设计方法.2光学镀膜原理1-1光学镀膜之真空镀膜： 1-1-1真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要有两类分成蒸发和溅射两种。需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材或药材。 基片与靶材同在真空腔中。 1-1-2蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散点岛状结构-迷走结构
2、-层状生长）形成薄膜。 1-1-3对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来，并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。3光学镀膜原理1-1-4物理气相沉积技术 这个方法主要应用热升华或原子溅射的方法在 基板上沉积薄膜,它主要有三个过程 1-1-4-1 将钯材固态材料加热升华到气态。 1-1-4-2将气态的原子,分子,或离子加速通过一个高度真空的空间,到达附着的基板表面。 1-1-4-3将钯材材料在欲镀面的表面沉积形成薄膜。 4光学镀膜原理1-1-5真空系统 一个真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一是抽气系统。真空腔体是一个密
3、闭空间,当抽气系统抽离腔体空气时,腔体必须保持密封,不能让外界的空气渗入。又由于真空度要求高,抽气系统的帮浦,抽气能力必须很强。目前最先进的真空设备,配备了冷冻帮浦(polycoid)和油扩散式帮浦串联,可以得到 10-7 torr真空度。不过在薄膜沉积的过程,部份的制程还需要导入一些气体和电子枪或者离子枪做反应,因此10-4 10-7的真空度,对一般光学镀膜来说已经足够。5光学镀膜原理1-1-6真空度的分解 真空度大概被分成四个阶层： 粗真空度(Rough)7601 torr, 中真空度(medium)110-3 torr. 高真空度(high) 10-3 10-7 torr . 超高真空度
4、(ultra high) 10-7 torr以上. 6光学镀膜原理1-2为什么需要真空呢?主要是因为靶材材料都被升华成原子或分子状态的粒子,被加速经过一个空间后到达基板的表面,原子或分子其实是很轻的粒子,如果腔体空间中充满了空气分子,靶材粒子将在腔体中不断的被空气分子碰撞,行进路线会偏离预设的方向,而导致靶材无法沉积在基板上,当然就不可能生成薄膜了。而且腔体中充满的空气,也会导致膜质不纯,含有空气分子,会使得光学功能大打折扣。一个真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一是抽气系统。真空腔体是一个密闭空间,当抽气系统抽离腔体空气时,腔体必须保持密封,不能让外界的空气渗入。7光学镀膜设备简介2-1真
5、空蒸镀设备结构 真空蒸镀设备结构由六大部分组成2-1-1真空帮浦。2-1-2蒸镀源。2-1-3主腔体。2-1-4监控系统。2-1-5操作系统。2-1-6辅助设备。. 8光学镀膜设备简介2-1-1真空帮浦的作用？ 作用抽去腔体内气体，使腔体内达到一定高真空的状态。 真空帮浦又分三种（RP）机械帮浦， （BP）罗茨帮浦,（DP）扩散帮浦。 机械帮浦主要抽去腔体内大部分气 体至低真空状态- 7601 torr， 随着罗茨帮浦(F辅助帮浦)打开， 两组帮浦同时抽气至中真空110-3 torr，系统中设定一个中真空转高 真空的真空值，待中真空达到设定值时， 将会有个转换高真空的过程，关闭底阀， （DP）
6、扩散帮浦会自动打开，高阀开启 三组帮浦同时抽气将达到所需要的高真空度： 高真空度(high) 10-410-7 torr。9光学镀膜设备简介 2-1-2蒸镀源 蒸镀源指加热靶材使其达到离子状蒸发至基材表面的设备，分电子枪式和阻蒸式。 2-1-2-1电子枪系统 由磁场的协助产生电子束可以转弯180度或270度。电子能量可达5,000 eV至30,000 eV，产生电子束的电子枪可产生高达1,200 KW的能量,会产生高热,因此可以造成局部非常高的温度蒸发靶材。10光学镀膜设备简介2-1-2-1-1电子枪加热优点和缺点 优点：经设计旋转式坩埚机制,可以蒸镀不同靶材材料的多层膜膜层。可适当微调电子束
7、轰击位置, 大幅提高膜层厚度的均匀性，可蒸发高熔点的材料。 缺点：电子枪需要大量的电能消耗,因为需要使用1000015000伏特的电压持续数个小时,导致电子枪蒸镀系统,所耗的能量高于其它方法。 11光学镀膜设备简介 2-1-2-1-2坩埚 ：坩埚是盛放靶材的容器，而且耐高温,坩埚本身不能被高温蒸发以免污染腔体及膜质。所以坩埚都是使用热传导性好的材料,如铜cu,钼Mo等，根据不同的靶材来选择不同材质的坩埚。一个介电质的多层膜产品,大都使用两种(高折射率,低折射率)靶材,膜层数从2-50层不等。因此一个镀膜制程中,好几个坩埚必须以药材区分摆放在一起连成一个系统,在制程中可以循环的转换。12光学镀膜
8、设备简介2-1-2-2阻蒸系统阻蒸系统 阻蒸原理是使用电极通过高电流加热钨舟或钨丝，使其加热到欲蒸镀靶材的蒸发温度，靶材将徐徐蒸發，靶材蒸发而后冷却，凝結于基材上面形成膜层。 阻蒸优点：蒸镀膜层较厚的金属膜速率比电子枪要高，电阻式蒸镀机设备价格便宜,构造简单容易维护 。 缺点：热阻式蒸镀比较适合金属材料的靶材,光学镀膜常用的介电质(dielectric)材料,因为氧化物所需熔点温度更高,大部分都无法使用电阻式加温来蒸发。蒸镀的膜层硬度比较差,密度比较低 。13光学镀膜设备简介2-1-3腔体的构造 腔体是由腔门，主腔体，公转，伞架部分组成。腔体整体结构腔门伞架公转14光学镀膜设备简介2-1-3-
9、1公转的用途 公转装置于腔体内部镀膜中联动伞架的旋转治具：旋转模式有很多种,公转，公自转比较常见,但是并没有哪一种旋转模式是最好的,必须搭配蒸镀方式,靶材种类,工件形状来考虑公转的模式，便用于伞架的放置，使基材得到均匀镀膜。 2-1-3-2何为伞架？ 伞架是盛放镀膜基板,并将其支撑在镀膜腔体上面的治具。由于希望每个镀膜基板上的膜层厚度的均匀性都是一致的,所以伞架都会在镀膜过程中旋转,让蒸发气体可以均匀的分布在伞架上每一片基板上。膜厚不均匀会导致整个镀膜批的良率很低。虽然尺寸较大的腔体可以容纳较多的基板,但是大腔体却不利于膜厚的均匀度,因此镀膜机的设计,必须在产量与均匀性的要求中间取得平衡。15
10、光学镀膜设备简介射出件伞架不同伞架结构对比16光学镀膜设备简介2-1-4 监控系统 2-1-4-1真空镀膜中监控系统的重要性：镀膜机中的监控系统,是控制膜层厚度最重要的机制,由于膜层厚度都是奈米级(nanometer) 的范围,所以膜厚的量测也是高难度技术。如果膜厚监控不好,堆栈后,过大的误差,将导致光学产品的功能无法达到设计目标。监控有两个主要难点:第一,要如何正确的量测奈米级的膜层厚度,尤其这个膜层还在生成中。第二,当到达期望厚度后,镀膜机要非常敏感的停止蒸镀(注意:膜层的厚度只有几奈米而已,稍慢一点,厚度就会到达异常范围)。17光学镀膜设备简介2-1-4-2镀膜机的膜厚监控仪器 被应用在
11、镀膜机膜厚监控上的仪器有三种： 光学监控,石英监控,时间监控 ，而我们常见的只有两种：光学监控和石英监控。 2-1-4-2-1光学监控：直接在镀膜机内安装一台光谱仪,直接量测监控片。当监控片某些光学特性符合时,代表膜层厚度已经到达。镀膜机停止镀膜,完成一层的膜层产制。当下一个膜层开始镀制时,使用一个新的监控片。因此一台镀膜机可以镀多少层的产品,原则上取决于监控片的容纳数量，适用于蒸镀多层介质膜。 18光学镀膜设备简介 2-1-4-2-2石英监控：也是被广泛使用的方法,当石英被镀上膜层时,它的重量会改变,当石英通电时,震荡频率会改变,而且这个改变是与仲谅相关的线性关系,因此可以由震荡频率的改变,
12、精确的测量石英片上面增加的重量,转而求出镀膜基板上的增加的膜层厚度。19光学镀膜设备简介 2-1-5操作系统操作系统由软体功能组成：分设备主面板操作系统和参数编制系统。 2-1-5-1主面板操作系统：是由PLC软件连接设备的触控操作面板。在控制面板中可以设置抽气系统数据：A:自动与手动模式，关闭腔门后点击自动排气模式，设备会自动排气切换阀门及帮浦达到所需镀膜真空度，自动除霜泄气。手动排气需要手动转化阀门及帮浦，单一任务完成后不会自动进入下一工作，一般镀工件时不会选用此模式。B: 电子枪扫描系统：系统内可根据蒸镀不同之药材来设定电子束光的大小和位置，以及设置自动环绕药材打点。20光学镀膜设备简介
13、2-1-5-2软体参数编制系统- 蒸镀设备的品牌之多，不同设备配备的软体系统同样众多，我司拥有的蒸镀设备为台湾龙翩生产，以下为龙翩机台所配备系统架构： 2-1-5-2-1檔案 2-1-5-2-2硬體設定 2-1-5-2-3功能測試 2-1-5-2-4 製程分析 2-1-5-2-5製程監控 21光学镀膜设备简介2-1-5-2-1-档案 档案栏里有建立新製程檔、開啟已存製程檔、存档及另存新檔 项目，在此可以建立一个新的镀膜参数档案并保存档案，要进行修改已存档参数，点击开启已存制程档案可进行修改所需参数修改后确认并存档。点击另存新档确认后输入新档备注名，就可建立一组同样的参数。22光学镀膜设备简介2
14、-1-5-2-2硬體設定 硬體設定功能是電腦監控系統與被控制設備之間訊號傳輸設定， 其設定與硬體連接線有密切的一對一關係，连线设定如 PLC，真空計，石英振盪，离子枪控制界面等 。 23光学镀膜设备简介2-1-5-2-3功能測試 各項系統硬體功能測試如圖所示（石英監控測試，PLC相關功能測試，離子鎗相關功能測試）,點選其中一項就可進入相對應之測試畫面，从而進行所需之功能測試 ，測試方法：在設定框輸入所想輸出之数据，再点击”輸出”按鈕即可。 注：測試前，務必打開氧氣瓶、流量閥、電磁 閥，以免誤判24光学镀膜设备简介 2-1-5-2-4-1 製程檔資料設定 2-1-5-2-4-2膜層分析 2-1-
15、5-2-4-3膜材檔資料 o2-1-5-2-4 製程分析25光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-1 製程檔資料設定 开启制程资料设定：工具栏上方显示增加资料和删除资料，指增加或删除膜层意思，点击增加资料后会弹出增加笔数画面，可以输入需增加膜层层数，点击确认即可，删除资料也是同样。26光学镀膜设备简介 2-1-5-2-4-1-1材料：设定之此层所镀膜材料元素代号，如：TIO2. 2-1-5-2-4-1-2 膜厚：所蒸镀膜层的厚度，单位为KA (千埃),。 2-1-5-2-4-1-3比率：指本机台的比率，比率的设定会影响实际镀膜的厚度，设定膜厚*比率等于实际膜厚。27光学镀膜设备简介 2-1-5-
16、2-4-1-4方法：膜層切換控制方法，點選資料位置，即會出現資料框，框內所列之號碼就是此系統所提供之所有膜層切換控制方法，可點選設定。 編碼以十位數(xx)表之十位數:0或空白 -表示該層使用電子鎗1十位數:1 -表示該層使用電子鎗2(雙鎗設備)十位數:2 -表示該層使用 1 號電極十位數:3 -表示該層使用 2 號電極 個位數:0:-光學膜厚監控、手動切換膜層，操作者需根據光譜，自行判斷何時換層。 個位數:1:-光學膜厚監控、自動切換膜層，膜層是否完成，判斷與切換由電腦控制。個位數:2:-時間控制換層，蒸著時間設定於相對應之膜厚資料欄。個位數:3:-離子鎗清潔(Clean)，清潔時間(秒)設
17、定於相對應之膜厚資料欄。個位數:4:-石英膜厚監控，自動切換膜層，膜層是否完成，判斷與切換由電腦自動控制。個位數:9:-自動融藥，融完藥後自動切至下一層，不會進入蒸著步驟。如:方法: 21 表用 1 號電極、光學膜厚監控、自動切換膜層。28光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-1-5溢镀量： 可將測試所得之溢鍍量(遮板關閉膜厚多鍍的部份)打入此項中,單位為 kA(千埃),如此分析膜厚就可事先扣除溢鍍量,增加膜厚監控的準確性。 2-1-5-2-4-1-6监控位置：設定膜層監控片位置，依設計所需設定。若設為 0則停留在原位置，不會轉動監控片 。此功能只针对光学监控系统。 2-1-5-2-4-1-7坩
18、埚设定：設定鍍膜材料所在之坩堝位置。若設為 0則停留在原位置，不會轉動坩堝29光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-1-8电子枪选定： 設定膜層蒸著所需電子鎗資料編碼，其相關編號內容參考 電子鎗資料設定檔。2-1-5-2-4-1-9通氧方式： 0:不必控制真空度或氧流量。 1:真空度控制，電腦會自動調節氧流量來符合所設定之真空度。膜層蒸著完成，氧流量會歸零再換層。 2:直接設定氧流量(SCCM)。膜層蒸著完成，氧流量會歸零再換層。 3:真空度控制，與方式1類似，差別在膜層蒸著結束後直接換層，氧流量維持沒有歸零的動作，適用於有離子助鍍之膜層。 4:直接設定氧流量(SCCM)，與方式2類似，差別在膜
19、層蒸著結束後直接換層，氧流量維持沒有歸零的動作，適用於有離子助鍍之膜層。30光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-1-10设定真空： 若通氧方式設0 時,不理會此設定值。 若通氧方式設1或3 時,則按設定數值進行真空度控制。真空度單位: E-5 Torr 如設 8 表 0.00008 Torr。若通氧方式設2或4 時,則按設定數值進行氧流量大小設定，氧流量單位: SCCM 。 2-1-5-2-4-1-11等待真空： 每一層材料都会有等待真空度的选项，可设也可不设置，设定等待真空(需到達此真空度以下，才進入執行此層所設定之工作如融藥、蒸著) ，其真空度單位:E-5 Toor，如設 8 表示 0.0
20、0008 Torr ，8.0 E-5 Toor。在放气量较高的材料下一膜层设定此项目，可使镀膜速率稳定。 31光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-1-12离子枪程序： 設定膜層蒸著所需離子鎗資料編碼，其相關編號內容，參考離子鎗資料設定檔。若無離子鎗助鍍，此值務必設定為 0。32光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-2膜層分析在新建立製程檔、舊製程檔資料有所更改，或材料檔有所變更的情況下，則需要重新分析，方能產生正確的監控波長，供操作者選擇利用。一般製程檔，待試鍍成功後，若無修改的話，不需要每次蒸著都分析一次。需重新分析的情況 膜層總數有所變更 蒸著材料有所變更 膜厚有所變更 比率有所改變 監控片
21、組成有所變更33光学镀膜设备简介2-1-5-2-4-3膜材檔資料 膜材档资料为新增或删除已有材料资料，如增加TIO2，在新膜材名空白框内输入TIO2点击OK即可。34光学镀膜设备简介2-1-5-2-5製程監控 ： 2-1-5-2-5-1自動蒸著2-1-5-2-5-2補層蒸著 2-1-5-2-5-3電子鎗組態設定 2-1-5-2-5-4離子源組態設定 35光学镀膜设备简介2-1-5-2-5-1自動蒸著： 待制程参数设置OK,分析无异常点击自动蒸著系统会按照所设定参数 自动镀膜。2-1-5-2-5-2補層蒸著： 補層蒸著方式：如：设置参数为5层，但又不需要镀前2层，可以直接跳至第3层镀膜。补层蒸著
22、优点：自动蒸著中出现制程异常，膜层未蒸镀所需膜厚，补层方式可以连接切断膜层膜 继续补层至所设定膜厚。36光学镀膜设备简介2-1-5-2-5-3電子鎗組態設定镀膜所需设定的预融时间和镀膜POWER，电子枪扫描选项，蒸发速率挡板，均匀板密度的设定均在此资料内设定.37光学镀膜设备简介TR1：第一段預融上升時間設定(sec)TS1：第一段預融停留時間設定(sec)TS1：第一段預融停留時間設定(sec)TR2：第二段預融上升時間設定(sec)TS2：第二段預融停留時間設定(sec)TR3：第三段預融上升時間設定(sec)TS3：第三段預融停留時間設定(sec)PW1：第一段預融電流設定(0-10)P
23、W2：第二段預融電流設定(0-10)PW3：第三段預融電流設定(0-10)SC1：第一段預融(TR1跟TS1)所使用的電子鎗掃瞄組SC2：第二段預融(TR2跟TS2)所使用的電子鎗掃瞄組SC3：第三段預融(TR3跟TS3)所使用的電子鎗掃瞄組38光学镀膜设备简介 SHNo：作動之電子鎗遮板編號 Masker：作動之修正板編碼 0：修正板維持現狀，沒有動作 1：左修正板上，右修正板下 2：左修正板下，右修正板上 3：左右修正板皆上 Rate：蒸著速率設定，0:固定功率，以第三段預融功率蒸著 Den：石英振盪器之膜材密度設定 ZFac：石英振盪器之Zero Factor設定39光学镀膜设备简介2-
24、1-5-2-5-4離子源組態設定控制模式： 模式1-流量、陽極電流固定 模式2-流量、陽極電壓固定 模式3-陽極電壓、陽極電流固定Ar 流量：設定氬氣作動質流量，設定單位:SCCMO2 流量：設定氧氣作動質流量，設定單位:SCCM 發射電流：設定陰極發射電流，設定單位:安培(A)陽極電壓：設定陽極作動電壓，設定單位:伏特(V)陽極電流：設定陽極作動電流，設定單位:安培(A)40光学镀膜设备简介調節時間：啟動離子源，調節至設定值的時間，設定單位:秒(Sec)Ar 調節：調節氬氣流量的快慢，值大調節快，但要避免調節過度 振盪，此值在模式3才起作用，值0:不調節1。O2 調節：調節氧氣流量的快慢，值
25、大調節快，但要避免調節過度 振盪，此值在模式3才起作用，值0:不調節1。若是使用混合氣體時，不能同時調節兩種氣體，須其中遮板開 ：設定離子源遮板是否開啟 0：維持現狀，沒有動作 1：遮板開啟 遮板關 ：設定離子源遮板是否關閉 0：維持現狀，沒有動作 1：遮板關閉離子鎗關：設定電子鎗是否關閉 0：維持現狀，沒有動作 1：離子鎗關閉41光学镀膜设备简介2-1-6辅助设备 作用于膜层更好的附着，提高产品良率 2-1-6-1：离子枪： 離子蒸鍍是一種蒸鍍和電漿的合成，离子源和基板間被加速離子形態到達基板。高速離子會在基板中埋的較深，可能把基板原子趕出來，使沉積附著力較好，並將基板清乾淨。 42光学镀膜
26、设备简介2-1-6-2：高温石英加热灯管 高温石英加热灯管作用：它装置在腔体内周边缘，2-3组，同时加热温度最高可达300，烘烤腔体湿气，使腔体的抽气速率提高。基材进行加温烘烤功能性可得到更好的效果。 以上为蒸镀设备的整体介绍以上为蒸镀设备的整体介绍 43镀膜靶材介绍3-镀膜靶材介绍 3-1靶材分类：钯材的种类非常多,主要可分成四大类。金属钯材,金属氧化物,非金属氧化物,金属氟化物。钯材的纯度要求非常高,通常在99.9999.9999% 是基本要求,纯度不够的钯材,会影响光谱结果,同时也会影响表面质量。 3-2靶材在镀膜中的用途：钯材是薄膜的组成材料,附着在基板上面。如果薄膜只有单层钯材,通常
27、是作保护膜,抗反射膜或者装饰性镀膜。两种材料的钯材通常搭配成高折射率,低折射率两种膜层堆栈成多层膜。利用膜层与膜层,膜层与基板之间的干涉效果,做成特定波段的光，增强或减弱效果,由此达成滤光片的功能，并形成彩色光的膜层 。 3-3靶材的选用条件：选择钯材主要是基于光谱上的考虑(如折射率,吸收)。价格上的差异及某些化学或物理特性,也是考虑的重点(如:附着力,耐热性,抗腐蚀性等) 。44镀膜靶材介绍 3-4光学镀膜材料种类： （纯度99.9%-99.9999%） 3-4-1高纯氧化物： 一氧化硅、SiO，二氧化铪、HfO2，二硼化铪，氯氧化铪，二氧化锆、ZrO2，二氧化钛、TiO2，一氧化钛、TiO
28、，二氧化硅、SiO2，三氧化二钛、Ti2O3，五氧化三钛、Ti3O5，五氧化二钽、Ta2O5，五氧化二铌、Nb2O5，三氧化二铝、Al2O3，三氧化二钪、Sc2O3，三氧化二铟、In2O3，二钛酸镨、Pr(TiO3)2，二氧化铈、CeO2，氧化镁、MgO，三氧化钨、WO3，氧化钐、Sm2O3，氧化钕、Nd2O3，氧化铋、Bi2O3，氧化镨、Pr6O11，氧化锑、Sb2O3，氧化钒、V2O5，氧化镍、NiO，氧化锌、ZnO，氧化铁、Fe2O3，氧化铬、Cr2O3，氧化铜、CuO等。 45镀膜靶材介绍3-4-2高纯金属类： 高纯铝,高纯铝丝，高纯铝粒，高纯铝片，高纯铝柱，高纯铬粒，高纯铬粉，铬条，
29、高纯金丝，高纯金片，高纯金，高纯金粒，高纯银丝，高纯银粒，高纯银,高纯银片，高纯铂丝，高纯铪粉，高纯铪丝，高纯铪粒，高纯钨粒，高纯钼粒，高纯单晶硅，高纯多晶硅，高纯锗粒，,高纯锰粒，高纯钴，高纯钴粒，高纯钼，高纯钼片，高纯铌，高纯锡粒，高纯锡丝，高纯钨粒，高纯锌粒，高纯钒粒，高纯铁粒，高纯铁粉，海面钛,高纯锆丝，高纯锆，海绵锆,碘化锆,高纯锆粒，高纯锆块，高纯碲粒，高纯锗粒， 高纯钛片，高纯钛粒，高纯镍，高纯镍丝，高纯镍片，高纯镍柱，高纯钽片，高纯钽，高纯钽丝，高纯钽粒，高纯镍铬丝，高纯镍铬粒，高纯镧,高纯镨,高纯钆,高纯铈,高纯铽,高纯钬,高纯钇,高纯镱,高纯铥,高纯铼,高纯铑,高纯钯,高纯
30、铱等.46镀膜靶材介绍3-4-3高纯氟化物： 氟化镁、MgF2，氟化镱、YbF3，氟化钇、LaF3，氟化镝、DyF3，氟化钕、NdF3，氟化铒、ErF3，氟化钾、KF，氟化锶、SrF3，氟化钐、SmF3，氟化钠、NaF，氟化钡、BaF2，氟化铈、CeF3，氟化铅等。 3-4-4混合料： 氧化锆氧化钛混合料，氧化锆氧化钽混合料，氧化钛氧化钽混合料，氧化锆氧化钇混合料，氧化钛氧化铌混合料，氧化锆氧化铝混合料，氧化镁氧化铝混合料，氧化铟氧化锡混合料，氧化锡氧化铟混合料，氟化铈氟化钙混合料等混合料 3-4-5其他化合物： 钛酸钡，BaTiO3，钛酸镨，PrTiO3，钛酸锶，SrTiO3，钛酸镧，LaT
31、iO3，硫化锌，ZnS，冰晶石，Na3AlF6，硒化锌，ZnSe，硫化镉。 3-4-6辅料： 钼片，钼舟、钽片、钨片、钨舟、钨绞丝。 47镀膜靶材介绍3-3光学材料的种类及指标 不同氧化材料形状.熔点.密度.折射率各不相同，以下为光学镀膜部分材料的特性:48ARcoating 原理4- 1ARcoating 原理： AR英文翻译指抗反射意思，ARcoating称增透膜层， 它的基本原理就是薄膜干涉原理。增透膜则是在透镜表 面镀一层厚度均匀的透明介质膜，使其上、下表面对某 种色光的反射光产生相消干涉，其结果是减少了该光的 反射，从而增加透射光的强度，使成像更清晰 。 4- 2增透膜简介： 在光学
32、系统中， 入射光的能量往往因多次反射而损失。例如，高级照相机的镜头有六、七个透镜组成。反射损失的光能约占入射光能的一半，同时反射的杂散光还要影响成像的质量。为了减少入射光能在透镜玻璃表面上反射时所引起的损失，在镜面上镀一层厚度均匀的透明薄膜，分单层增透或多层增透膜（常用镀膜材料MGF2，SIO2，TIO2.等）利用薄膜的干涉使反射光能量减到最小，这样的薄膜称为增透膜。49ARcoating 原理 4-3用于玻璃和塑料基底上的增透膜 ： 在众多的光学系统中，一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中，增透膜是不可缺少的，否则，无法达到应用的要求。当光线进入不同传递物质时（如
33、由空气进入玻璃），大约有 5% 会被反射掉，在光学瞄准镜中有许多透镜和折射镜，整个加起来可以让入射光线损失达30%至40%。现代光学透镜通常都镀有单层或多层的增透膜，单层增透膜可使反射减少至 1.5%，多层增透膜则可让反射降低至 0.25%，所以整个瞄准镜如果加以适当镀膜，光线透穿率可达 95%。镀了单层增透膜的镜片通常是蓝紫色或是红色，镀多层增透膜的镜片则呈淡绿色或暗紫色现象较多，可随光谱变换镀出不同颜色 。50ARcoating 原理抗反射滤光片抗反射滤光片 98%(双面 AR) 420680nm Tave 98% 抗反射滤光片抗反射滤光片 94%(单面 AR) 420680nm Tave
34、94% 51ARcoating 原理4-4光谱波段范围色系： 以下为光波在不同波段位置所呈现的不同颜色分析52ARcoating 的设计方法5-1：了解镀膜基材特性。5-2：选择镀膜材料。5-3：测试镀膜药材与设备之比率。5-4：使用软件或计算方式设计所要求光谱。5-5：使用设计参数实际镀膜测试。53ARcoating 的设计方法5-1：镀膜基材的种类与特性： 光学镀膜产业中可镀膜加工的工件种类较多，制作手机.数码相机及Note BOOK镜片所使用的基材分两大类：光学玻璃和光学塑料，光学塑料大部分为热塑性塑料 。目前我们常 用的为塑料材质有 ：PMMA,PC, PET,PMMA/PC复合板。
35、基材特性：（PMMA）聚甲基丙烯酸甲脂 PMMA密度为1.19kg/m3，在20*109Pa时的平均吸水率为2%，在所有光学塑料中它的吸水率最高，抗张强度为(462-703) *109Pa.透过率为：90%-92%，它的熔化温度为180. 有优良的耐气候性,在热带气候下曝晒多年,它的透明度和色泽变化小.目前于广泛被用于制造照相机,摄录一体机,投影机,光盘读出头以及光盘基板等零件. （PC） 聚碳酸脂 PC密度为1.20kg/m3,本色呈淡黄色, 透过率为88%-90%,抗冲击强度在熱塑性塑膠中占前列非常强,成型收縮率穩定在0.5%-0.7%.有良好的耐热,耐寒性,并在 较宽温度范围内(-135
36、-+120)保持高的机械强度,尺寸稳定性好，它的熔化温度为200 54ARcoating 的设计方法5-2镀膜药材的选择选择光学镀膜药材需具备以下条件： 5-2-1掌握常用每种药材的特性： A：化学或物理特性:化学或物理特性直接关乎与基材之间的附着性，塑料基材一般承受温度70以下才可保证不会变质，变形。如：（选择MGF2 药材蒸镀在PMMA材质表面，MGF2 材质非常软，熔点：1255 需要高温100 以上真空状态下才可牢固的附着于基材的表面形成膜层，由此MGF2 不宜于蒸镀塑料基材),它的抗反射性强，通常会使用在玻璃材质的数码相机镜头表面。 B：光谱要求：每种氧化材料所达到的透光范围均不同，需要根据要求光谱范围选择药材，如（氧化锆ZR02，它的透光范围400nm-12000nm，如果客户要求电镀AR coating光谱：300nm-700nm穿透率均94%以上，那么使用ZR02来制作此样品，300-400nm将无法准确的设计出所需光谱。 c:药材的纯度：药材的纯度要求必须：99.99%以上，纯度较低的药材对镀膜产生的影响：1：光谱效果差，对新产品开发测试难以准确的对光谱调试。 2：膜层质量：纯度较低的药材5556
