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1、第23卷第6期真空科学与技术2003年11、12月VACUUMSCIENCEANDTECHNOLOGY(CHINA)443工业研究与应用镀膜工艺与镀膜系统配置*伊恩史蒂文森弗兰克泽蒙戴尔莫顿(美国丹顿真空设备有限公司北京代表处,北京市宣武门外大街6号,庄胜广场办公楼第一座908北京100052)Process&ConfigurationofVacuumCoatingSystem*IanStevenson,FrankZimone&DaleMorton(DantonVacuumBeijingRepre
2、sentativeofffice,908,JunefieldPlazaOfficeTower1,No.6XuanWumenDaJie,Beijing,100052,China)AbstractThelatestprogressintheopticalcoatingtechnologiesanditsvacuumsystemconfigurationwasreviewedwithattentionfocussedonwidelyusedvacuumdepositionKeywordsOpticalcoatingsystem,Thinfilmperformance
3、,Thetolerancetriangle,Process&configuration摘要在过去的15~20年中,光学薄膜镀制设备出现了令人瞩目的变化。以前,一般的镀膜机都是纯人工操作,最先进的也只是半自动控制,都必须依靠高水平的操作人员来保证镀膜产品的一致性。而现在,高质量的光学镀膜机已经是一个集成了系列智能化模块(子系统)的全自动系统。这些智能模块(子系统)通常在多个微处理器的指令下结成局域网(LAN),而局域网又可并入整个工厂的自控系统。用户对设备性能的完善性要求越来越高,现在我们经常见到用户在购买镀膜机的同时,还要求厂家提供相关工艺技术。本文探讨的是当今光学
4、镀膜系统中可采用的子系统及部件,以及镀膜工艺在部件选择和真空室配置等方面所起的决定性作用。尽管其他技术日渐流行,但鉴于物理蒸镀依然是目前适用性最强、应用最广泛的手段,因此本文中的讨论只涉及物理蒸镀技术。关键词光学镀膜机薄膜性能公差三角形工艺与结构中图分类号:TB75;TQ0514文献标识码:A文章编号:0253-9748(2003)06-0443-061概述传输(WDM)滤光片。长期以来,人们主要依靠蒸镀法来镀制用于精众所周知,多数的光学器件的表面都是弯曲不密光学和眼视光学的电介质薄膜。为加快基片的预平的,而长距离的蒸发路程有利于曲面镀膜均匀性
5、。清洁和薄膜生长过程中的改性,全世界数以千计的结合高沉积率,现代控制与自动化技术(尤其是石英镀膜系统都采用电阻式热蒸发源和电子束蒸发源。晶体沉积速率控制器和实时光学监控),蒸发系统为一些系统还同时采用颇具动能的离子源,与前两者多种光学薄膜的镀制提供了切实可行的解决方案。搭配使用。虽然用磁控溅射法镀制电介质薄膜在某无论是规格尺寸还是工作性能,制造现代化蒸些专业领域非常成功,但由于生产成本居高不下,而发镀膜系统所需部件和模块(子系统)的可选性都是且只能满足相对简单的性能指标(溅射薄膜中的压有限的。基本上可以将自动化、机械和控制三大部力是工艺设定的参数),使得它的应用范围较窄,
6、仅分的制造成本视为整个系统的固定成本,这是因为:限于像建筑玻璃镀膜那样的高产量行业。同样,二(1)这三部分的成本为系统成本的主要构成来源;次离子束溅射法的应用也仅限于那些要求沉积率越(2)这三部分的成本不总随系统大小而变。以上两低越好的工艺,如:环形激光陀螺仪,波长分隔多路个因素导致了生产成本与系统产能的反比关系。一收稿日期:2003-06-09*主要撰稿人:美国丹顿真空有限公司总裁及首席执行官,美国真空镀膜设备协会常务理事本文译者:冯学丽,美国丹顿真空设备有限公司北京代表处,010-63108196444真空科学与技术第23卷般来讲,现代化蒸发系统的产能与生
7、产成本呈几何产工艺,而不是让用户改变生产工艺来适应我们的量级的比例关系。镀膜机。尽管镀膜系统制造厂家对此观点倍感欣慰,但但遗憾的是,现在使用的许多镀膜系统都是后从另一面来思考,就会发现一个同样显著的经济效一种情况,例如,有些生产线上正在使用的是为其他益问题:即当造价降低时,系统产能发生大幅度下应用而设计的镀膜机,甚至有些时候是厂家先制造降,以致系统的规格明显地小于最低标准尺寸(图出镀膜机然后再去寻找应用客户。不管是何种情1)。目前,一台内容积175L以上,大抽速(空气抽况,这样制造出的镀膜机都可能无法完全达到预期速>100L/
