光學薄膜制備技術(shù)分享

隨著工業(yè)和經(jīng)濟的發(fā)展，光學薄膜在日常、工業(yè)、通信以及航天的應(yīng)用愈加強大，越來越多的新興科技的興起，不斷提高對薄膜技術(shù)的研究。促使更多的光學薄膜技術(shù)蓬勃發(fā)展。越來越多光學薄膜制備技術(shù)極大拓寬了光學薄膜的可利用材料范圍，極大改進了光學薄膜的性能，進而給光學薄膜提供了更加廣袤的發(fā)展空間。

隨著近幾年這些行業(yè)科技不斷提升，對于光學薄膜技術(shù)的研究成為當下一個重點課題，下面激埃特小編將帶大家了解關(guān)于光學薄膜制備的幾個技術(shù)。

熱蒸發(fā)原理圖（圖源網(wǎng)絡(luò)，侵刪）

1、物理氣相沉積法

物理氣相沉積法簡單地說,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、半導體、聚合物膜等.之所以選擇高真空環(huán)境是因為薄膜材料在沉積的過程中不會與空氣中的活潑氣體反應(yīng),以及蒸汽分子在真空環(huán)境中不會與氣體分子碰撞,而是直接地到達基片.在實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、精密機械制造、光電技術(shù)、計算機技術(shù)、自動控制技術(shù)等領(lǐng)域.

2、離子束輔助沉積法

離子束輔助沉積法是在氣相沉積鍍膜的同時,利用高能粒子轟擊薄膜沉積表面,對薄膜表面環(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,但無論對軟膜或電子束蒸發(fā)的氧化物硬膜在抗激光損傷方面的效果均不明顯.

3、反應(yīng)離子鍍膜法

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作用下抵達基片,這樣具有一定動能的離子態(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,因此受到了光學薄膜領(lǐng)域科學工作者的重視.但此項技術(shù)設(shè)備成本較高,對提高抗激光損傷能力的潛力有待進一步研究.

4、氣相混合蒸發(fā)法

氣相混合蒸發(fā)法是用兩個電槍同時蒸發(fā)兩種不同材料,另外用兩個石英探頭分別監(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.這種光學膜層可用作某些基片材料的單層增透膜,以替代原來鍍在基片上的多達幾十層的多層膜,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,界面吸收減少,另外,漸變界面的熱傳導系數(shù)比普通膜系界面的傳導系數(shù)高.這種非均勻膜己成為薄膜光學的一個重要分支,它打破了傳統(tǒng)膜系的設(shè)計方法,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.

5、溶膠-凝膠法

溶膠-凝膠法是以金屬醇鹽或其他金屬無機鹽的溶液作為前驅(qū)體溶液,在低溫下通過溶液中的水解、聚合等化學反應(yīng),首先生成溶膠,進而生成具有一定空間結(jié)構(gòu)的凝膠,然后經(jīng)過熱處理或減壓干燥,在較低溫度下制備出各種無機材料薄膜或復合材料薄膜的方法.這種技術(shù)可以用于制備各種光學膜如高反射膜、減反射膜等,還可以制備光導纖維、折射率梯度材料、有機染料摻雜型非線性光學材料等,以及波導光柵、稀土發(fā)光材料等.隨著研究的進一步深入,期待和自蔓延法連用制備出常規(guī)方法較難制備的新型納米材料.