[发明专利]结构色颜料光学薄膜厚度的监测方法以及镀膜机

说明书

本申请公开了一种结构色颜料光学薄膜厚度的监测方法以及镀膜机，该方法包括：利用石英晶体监控系统对结构色颜料光学薄膜中各膜层的物理厚度进行全程监控；设定生产过程中需要简易光学监控系统监控的预设膜层；在开始制备预设膜层时，若简易光学监控系统监测到预设膜层的光学厚度达到时，则停止预设膜层的制备，并获取石英晶体监控系统监测到的预设膜层的物理厚度d，进而按照更新折射率n；获取材料与预设膜层的材料相同的其他各膜层的光学厚度并按照更新其他各膜层的物理厚度d′，进而在镀膜机制备材料与预设膜层材料相同的膜层时，石英晶体监控系统以更新后的物理厚度d′进行监控。本申请的方法能够精确地控制膜层的厚度。

技术领域

本申请涉及光学薄膜技术领域，特别是涉及一种结构色颜料光学薄膜厚度的监测方法以及镀膜机。

背景技术

在颜料光学薄膜的制造过程中，光学薄膜厚度控制对产品质量影响非常大。在薄膜制备过程中，通常使用两类监控方法来监测薄膜的厚度，一种是光学监控法(简称光控)，另一种是石英晶体振荡监控法(简称晶控)。光学监控法监测的是沉积薄膜的光学厚度，石英晶体振荡监控法监测的是沉积薄膜的物理厚度。光学监控法采用光电测量，直接测量薄膜透射率或反射率极值来实现对光学薄膜厚度的控制，石英晶体振荡监控法则利用石英晶体片的谐振频率与膜层厚度之间的关系来监控膜层厚度与镀膜速率。

大多数镀膜，是在光学元件上镀膜，镀膜时间不长，少于1小时，镀膜过程中参数变化不大，采用石英晶体振荡监控法控制膜厚并自动控制，能满足使用要求，是主流方法。也有采用传统的简易光学监控法监控膜厚，配以手动控制的，这种方法已大部分淘汰、存余少；还有极少数镀膜时间长，精度要求高，此时采用昂贵的光学监控法监控膜厚，再配以电脑和晶控自动控制的。

本申请的发明人发现，目前在结构色颜料生产过程中，监控薄膜厚度存在以下缺陷：对于石英晶体振荡监控法而言，因为叠加的镀膜层数多、镀膜时间长，镀膜过程中真空气氛、膜料成分等因素变化大，折射率变化明显，控制精度产生波动；对于简易光学监控法而言，需要手动控制，劳动强度大、控制范围小不能满足要求；对于昂贵的光学监控法而言，由于控制层数有限(光控比较片数量有限)，因而导致产量低，且昂贵的光控(光学控制系统)反应速度慢，镀膜速度低，会进一步降低产量，另外昂贵的光学监控系统设备成本高、维护困难不能满足要求。

结构色颜料光学薄膜的生产是一种长时间的重复劳动，必须自动化，目前采用晶控是恰当的，所以在长时间镀膜过程中克服晶控的膜厚控制缺点尤为重要。

发明内容

本申请主要解决的技术问题是提供一种结构色颜料光学薄膜厚度的监测方法以及镀膜机，能够提高产品质量。

为解决上述技术问题，本申请采用的一个技术方案是：提供一种结构色颜料光学薄膜厚度的监测方法，所述监测方法包括：在镀膜机上安装石英晶体监控系统和简易光学监控系统；利用所述石英晶体监控系统对所述结构色颜料光学薄膜中各膜层的物理厚度进行全程监控；设定生产过程中需要所述简易光学监控系统监控的预设膜层；在开始制备所述预设膜层时，若所述简易光学监控系统监测到所述预设膜层的光学厚度达到时，则停止所述预设膜层的制备，并获取所述石英晶体监控系统监测到的所述预设膜层的物理厚度d，进而按照如下公式一更新折射率n，公式一：其中，λ、d为所述预设膜层对应的监控波长、物理厚度；获取材料与所述预设膜层的材料相同的其他各膜层的光学厚度并按照如下公式二更新所述其他各膜层的物理厚度d′，进而在所述镀膜机制备材料与所述预设膜层材料相同的膜层时，所述石英晶体监控系统以更新后的所述物理厚度d′对膜层厚度进行监控，公式二：其中，λ′、d′分别为材料与所述预设膜层材料相同的膜层各自对应的监控波长、物理厚度。