[发明专利]一种光学镀膜方法以及使用该方法的光学镀膜机

说明书

技术领域

本发明涉及光学制造和光电元器件生产设备技术领域，具体涉及一种光学镀膜方法以及使用该方法的光学镀膜机。

背景技术

目前，光电子技术已经被应用到人们生活中的各个领域，如照相、光显示、红外夜视、各种光电元器件、航天、航空等领域。对光学薄膜的需求体现在高损伤阈值的激光薄膜、多波段的光学薄膜和保护薄膜这些品种上，特别体现在对光学指标要求较高的高精度膜系和光电功能薄膜这些品种上。波长上反映出宽波段，从紫外、可见、近红外到中红外区域(200nm-12000nm)，主要类型有减反膜、高反膜、分光膜、偏振片、各种窄带和截止滤光片等。对于那些暴露在外面的窗口及透镜等，技术要求很高，不仅要求有良好的光学性能，如工作波段的透射比高，均匀性好；还要有良好的机械性能和化学性能，如高硬度、耐摩擦、耐热冲击、化学性能稳定等。

目前，国内外生产的光学镀膜设备都是只能提供单项沉积技术的设备，其中主要以(电子束、热电阻)热蒸发方式的设备为主，也有少量的用于单一薄膜制造技术的磁控溅射、离子束溅射、真空阴极电弧和PECVD等技术的镀膜设备。其中的真空阴极电弧发射装置，用于制备金属和金属化合物薄膜沉积；磁控溅射装置，用于金属、化合物和介质薄膜沉积；热蒸发装置，用于金属和介质薄膜沉积。在使用中，这些设备通常会结合辅助沉积离子源装置作辅助蒸发，以提高产品性能。目前现有技术存在的问题是：1、无法满足各种光学薄膜和光电功能多层薄膜以及光电微系统制备的需求：在需要提供高性能薄膜时，只能是利用不同的设备对被镀件进行多次加工，薄膜器件制造过程中需要在不同设备之间转移，转移过程中因受到外界对薄膜表面的污染，存在着薄膜界面之间附着力下降乃至脱膜的问题，由于这种现象的发生，严重地影响到薄膜的质量，一些特殊的薄膜甚至无法制备；2、设备投入成本高：由于一机一用，为了能提供多种功能的薄膜，必然要增加企业的设备投资；同时因为需要在多台设备之间转移被镀件，工序复杂，耗时增加的同时薄膜器件的成品率下降，导致运行成本增加。

发明内容

本发明要提供一种光学镀膜方法以及使用该方法的光学镀膜机，以解决现有技术存在的无法满足各种光学薄膜和光电功能多层薄膜以及光电微系统制备的需求，且设备投入成本高的问题。

为解决现有技术存在的问题，本发明提供的技术方案是，一种光学镀膜方法，是将真空阴极电弧镀膜技术、磁控溅射镀膜技术和热蒸发镀膜技术根据薄膜种类进行组合使用，使用中被镀件始终保持在真空状态下，实时进行蒸发源的快速转换。

一种光学镀膜机，包括真空镀膜室，温度控制系统，膜厚控制系统，气体流量提供、控制系统和薄膜蒸发系统，其特征在于：所述薄膜蒸发系统包括阴极真空电弧发生装置、磁控溅射装置和热蒸发装置。

上述薄膜蒸发系统还包括辅助沉积离子源装置。

与现有技术相比，本发明的优点如下：

1、可以满足各种光学薄膜和光电功能多层薄膜以及光电微系统制备需求：所有的功能加工可以在一台设备内完成，有效地避免了采用不同方法制造薄膜器件时，薄膜界面之间由外界污染造成的影响，有效避免了以往不同技术沉积光学薄膜时的薄膜界面之间附着力下降乃至脱膜的问题，而且由于一直处于真空状态，前后两种材料之间衔接紧密，产品的品质和合格率得到有效提升。

2、功能全面：本设备拥有三种蒸发装置，在启动单一设备时，可提供具有单一功能的薄膜；根据不同薄膜特性要求选择不同的沉积方式将三种蒸发装置合理组合使用，就可以满足各种光学薄膜和光电功能多层薄膜以及光电微系统制备需求。

3、减少了设备投资成本：一机多用，设备利用率得到大幅提高，有效减少了企业的设备投入，降低生产成本。

4、大幅提高生产效率：由于减少了设备交替使用的过程，整个镀膜时间可减少40％左右，在镀制优质光学薄膜的同时，可以提高生产效率。

附图说明：

图1是本发明提供的光学镀膜机的结构示意图。

图2是红外减反射光学薄膜的微观结构示意图。

图3是Ge基底上镀制3微米～5微米红外减反射光学薄膜元件的实测光谱曲线。

图4是光学玻璃基底上镀制含有AlN薄膜的滤光片微观结构示意图。

附图标记说明如下：

1-真空镀膜室，2-温度控制系统，3-膜厚控制系统，4-阴极真空电弧发生装置，5-磁控溅射装置，6-热蒸发装置，7-辅助沉积离子源装置。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做详细说明。