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光学镀膜的基本概念

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1.光学镀膜的定义

光学镀膜是在光学元件上沉积一层或多层薄材料以改变光学元件反射和透射光的方式的技术。

2.光学镀膜类型

反射镀膜等以高反射膜制造偏振反射膜、分色膜、冷光膜和干涉滤光片,常见的干涉滤光片分为截止滤光片和带通滤光片两大类,截止滤光片一般称为边缘滤光片,主要有长波通、短波通、二向色镜等。
减反射涂层,这种涂层技术的产品常用于对透光率要求较高的光学元件上。在照相机、望远镜和显微镜等复杂系统中,反射的减少还可以通过消除杂散光来提高图像对比度。

3.传统光学镀膜方法

真空热蒸发涂层:

(1)电阻蒸发源蒸发涂层:可用于低熔点材料的涂层。但是加热器的寿命很短。

(2)电子束蒸发源蒸发涂层:电子枪发射出的高能电子轰击涂层材料表面,使高熔点、高纯度的涂层材料汽化到基材上。在这个过程中,离子辅助沉积(IAD)可以用来加速需要沉积的颗粒的迁移,增加膜层的密度。

(3)高频感应蒸发源蒸发涂层:用于涂层材料的高速蒸发,蒸发装置需要屏蔽,利用高频发生器来完成。

4.光学镀膜技术方法的比较

蒸发沉积法是将固体涂层材料加热,使其表面蒸发,蒸发后的颗粒将重新凝结后移动到目标基材上。

溅射沉积法是用等离子体等高能粒子轰击固体涂层材料,使其表面产生粒子,并将这些粒子喷射到目标基材上进行凝结。


离子沉积法则是蒸发固体涂层材料,利用辉光放电使固体蒸发的气体带电,在衬底上凝结,兼具蒸发和溅射沉积的特点。

蒸发沉积、溅射沉积和离子沉积的区别是什么?

蒸发沉积:由于溅射沉积产生的颗粒会破坏衬底表面,因此蒸发沉积可以更好地控制沉积速率,精确到每秒沉积多少纳米。
溅射沉积:一些熔点高的金属很容易气化,而对于化学性质稳定的材料加热,溅射沉积镀膜效率会比蒸发沉积镀膜效率快。 离子沉积:由此产生的衍射涂层可以使膜层更致密。

5.光学镀膜中的薄膜沉积

两种沉积方法:

1)物理气相沉积涂层(PVD):PVD涂层技术具有纯度高、均匀性好、附着力强、膜成分可调等优点。

2)化学气相沉积涂层(CVD):由于在CVD涂层中发生化学反应,CVD已成为制备新材料的工艺基础,同时显著降低了材料成型所需的温度,这对制备高熔点材料尤为有利。

物理气相沉积和化学气相沉积有什么区别?

首先,其原理是将一束气体小分子或原子集中在目标基材表面,但物理沉积只发生物理反应,即涂层材料气化并均匀喷涂在基材表面,而化学沉积则发生化学变化,基材表面的一个或几个颗粒会重新形成新的物质,从而实现PVD无法制作的薄膜。比如石墨烯。

Optolong是一家拥有20年光学镀膜经验的公司,通过使用PVD镀膜技术和IAD辅助镀膜技术,在光学带通滤光片产品上实现了半宽3nm。

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