[发明专利]利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法

说明书

本发明提供一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置和方法，适用于在大尺寸基底上利用多点反射率监控的方法制备大尺寸均匀薄膜，通过对多个监测位点的反射率的实时监控，确定反射率的实时的变化率，在通过各个位点的对比来控制蒸镀源对薄弱的位置进行补充，结合最初设定的预设值以完成整个膜层的均匀性蒸镀。相比于传统的采取厚度监控的方式进行镀膜，本发明的采用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄的装置和方法在镀膜过程中更直接的监控了大尺寸产品各个位置的反射率变化，可解决单点测量无法在制造过程中评估大尺寸产品均匀性的问题，提高生产效率。

技术领域

本发明涉及光电倍增技术领域，尤其是大尺寸光电阴极的表面均匀膜层制备技术，具体而言涉及一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法。

背景技术

大尺寸均匀薄膜制备技术广泛应用于光学镀膜、材料表面镀膜等方面，相关产品涉及了人们生产生活的诸多领域。大尺寸薄膜制备多采用涂覆、真空镀膜多种方法。在实际使用中，很多大尺寸镀膜产品所需的参数其实是光学参数，诸如反射率、透过率、光吸收率等等。对于透明及半透明薄膜，其制作过程可以通过光学手段进行监控，其优势是可以进行原位测量，而现有的镀膜设备常用的膜厚监控方法是采用晶振片进行膜厚监控，该方法是非原位的相对测量，进行原位测量则会遮挡待镀膜基底。

多点原位光学监控技术，使大尺寸均匀薄膜生产制备过程中监控其产品均匀性成为了可能。并且在实际生产中，部分完成镀膜的产品还需要进行相应的光学检验，来验证产品是否符合设计要求，多点原位光学监控技术可以在生产的同时进行产品的光学性能检验。

发明内容

本发明目的在于提供一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置与方法，可直接监控大尺寸产品各个位置的反射率变化，解决单点测量无法在制造过程中无法评估大尺寸产品均匀性的问题。

为达成上述目的，本发明提出一种利用多点反射率监控制备大尺寸均匀薄膜的装置，适用于待镀膜产品为透明或者半透明材料，同时镀膜过程中仍为透明或者半透明状态，所述装置包括蒸发室、多点反射率测试设备、多路双向光纤、基底、蒸发源、蒸发源移动装置以及控制系统，其中：

蒸发室，被设置为膜层蒸镀提供所需的真空和温度环境，所述基底通过基底支架支撑在蒸发室的中间位置，多路双向光纤和蒸发源分别位于基底的上方和下方；

设置于蒸镀室外部的多点反射率测试设备，用以通过所述多路双向光纤发射单色光信号，并接收对应的多路反射光信号，由此计算得到被测对象不同位置的反射率；

所述蒸发源构成为蒸发镀膜的原材料，该蒸发源所制的膜层具有透明或者半透明的特性；所述蒸发源固定在蒸发源移动装置上并随其同步移动；

所述控制系统被设置用于基于所监测到的多点反射率的初值与最小值来确定当前反射率变化率Pn，并基于每个点当前反射率变化率Pn的对比，以及与目标反射率Pre的对比来驱动蒸发源移动装置的运动以控制蒸发源在二维平面内移动，对膜层较薄的位置进行补足，最终制备出均匀的膜层。

进一步的实施例中，所述蒸发室内设置有供多路双向光纤穿过并固定的孔隙，并对孔隙进行密封。

进一步的实施例中，所述多路双向光纤至少设置10路以上。

进一步的实施例中，所述基底为圆形基底，在蒸镀膜层过程中设置了13个监测位点，分别对应地设置双向光纤，其中9个监测位点以基底圆形为中心的3*3矩形分布，4个分别位于每个矩形边的外侧中心位置。

进一步的实施例中，所述监测位点形成轴对称分布。

进一步的实施例中，所述蒸发源移动装置包括固定架、螺纹杆、电机以及转轴。

进一步的实施例中，所述控制系统包括反射率计算单元以及蒸发源运动控制单元，其中反射率计算单元被设置按照下述方式计算当前反射率变化率：