光學濾光片與鍍膜
什么是減反射(Anti-reflective)
減反射(AR,anti-reflective),就是減少反射光,反光少了,說明透過的光多了,所以減反射又叫增透。
下面的圖中,做過減反射處理的(右),只反射了2%的光,也就是說它的透過率是98%。
增透膜(Anti-reflective coating,AR)是一種表面光學鍍層,通過減少光的反射而增加透過率。在復雜的光學系統中,可以通過減少系統中的散射光來提高對比度,例如望遠鏡,這對天文學十分重要。增透膜能減少暗處雙筒望遠鏡的閃光。
很多塗層都包括折射率不同的透明的薄膜結構thin film structures with alternating layers of contrasting. 薄膜的厚度決定了其作用的反射光波長。當光線在增透膜上產生二次反射時,會和原反射光發生干涉,從而減弱反射光。而根據能量守恆,光的能量不變。當反射光減少時,透射光便增多。這就是增透膜的原理。選擇增透膜時需確定波長,如紅外線,可見光以及紫外線。
沒有鍍膜的眼鏡鏡片(上方)比鍍上增透模的眼鏡鏡片反射更多光波。特別注意到鍍膜的眼鏡鏡片的反射帶有些許顏色。
濾光片
濾光片產品主要按光譜波段、光譜特性、膜層材料、應用特點等方式分類。
光譜波段:紫外濾光片、可見濾光片、紅外濾光片;
光譜特性:帶通濾光片、截止濾光片、分光濾光片、中性密度濾光片、反射濾光片;
膜層材料:軟膜濾光片、硬膜濾光片;
硬膜濾光片不僅指薄膜硬度方面,更重要的是它的激光損傷閾值,所以它廣泛應用於激光系統當中,面軟膜濾光片則主要用於生化分析儀當中。
帶通型: 選定波段的光通過,通帶以外的光截止。其光學指標主要是中心波長(CWL),半帶寬(FWHM)。分為窄帶和寬帶。比如窄帶808濾光片NBF-808。
短波通型(又叫低波通):短於選定波長的光通過,長於該波長的光截止。 比如紅外截止濾光片,IBG-650。
長波通型(又叫高波通):長於選定波長的光通過,短於該波長的光截止 比如紅外透過濾光片,IPG-800。
濾光片鍍膜
蒸發沉積
在蒸發沉積時,真空室中的源材料受到加熱或電子束轟擊而蒸發。蒸氣冷凝在光學表面上。在蒸發期間,通過控制加熱,真空壓力,基板定位和旋轉可以制造出具有特定厚度的均勻光學鍍膜。 蒸發具有相對溫和的性質,會使鍍膜變得松散或多孔。 這種松散的鍍膜具有吸水性,改變了膜層的有效折射率,將導致性能降低。通過離子束輔助沉積技術可以增強蒸發鍍膜,在該過程中,離子束會對准基片表面。這增加了源材料相對光學表面的粘附性,產生更多應力,使得鍍膜更致密,更耐久。
離子束濺射(IBS)
在離子束濺射(IBS)時,高能電場可以加速離子束。 這種加速度使得離子具有顯着的動能。在與源材料撞擊時,離子束會將靶材的原子“濺射”出來。 這些被濺射出來的靶材離子(原子受電離區影響變為離子)也具有動能,會在與光學表面接觸時產生致密的膜。 IBS是一種的,重復性強的技術。
等離子體濺射
等離子體濺射是一系列技術的總稱,例如等離子體濺射和磁控管濺射。不管是哪種技術,都包括等離子體的產生。等離子體中的離子經加速射入源材料中,撞擊松散的能量源離子,然后濺射到目標光學元件上。 雖然不同類型的等離子體濺射具有其獨特的性質和優缺點,不過可以將這些技術集合在一起,因為具有共同的工作原理,差異,相比這種鍍膜技術與本文中涉及的其它鍍膜技術之間的差異小得多。
原子層沉積
與蒸發沉積不同,用於原子層沉積(ALD)的源材料不需要從固體中蒸發出來,而是直接以氣體的形式存在。 盡管該技術使用的是氣體,真空室中仍然需要很高的溫度。 在ALD過程中,氣相前驅體通過非重疊式的脈沖進行傳遞,且脈沖具有自限制性。 這種工藝擁有獨特的化學性設計,每個脈沖只粘附一層,並且對光學件表面的幾何形狀沒有特殊要求。 因此這種工藝使得可以高度的對鍍層厚度和設計進行控制,但是會降低沉積的速率。
鍍膜工藝
不同的鍍膜沉積技術,具有各自的優缺點。光學可以采用不同的鍍膜沉積技術為服務。
在很小的硅襯底上,出現了薄膜顏色的變化,有時很嚴重(多種顏色),有時兩種顏色,有顏色的梯度,什么原因啊?
顏色變化是由於薄膜厚度不均勻導致不同程度的光干涉引起的。這種不均勻是purge不充分造成的,或者是precursor通多了。應該考慮一下硅片清洗的干凈不干凈。機器沒有改動的話程序和劑量都是固定的。每次都是在相同的地方出現厚度的差異,感覺像是有一個通多了啊,tdeah這種源你們都是怎么設置的啊,比如溫度,pulse和purge時間。都是根據系統得計算的,沒有系統圖和參數,明顯已經出了可估測的范文。
ALD的一大驗收指標就是膜厚均一性(5英寸的Si上)。
首先膜厚大概有多少,再決定用什么儀器去測量膜厚(多點測量)。
ALD做的其它薄膜,也出現了局部的不均勻現象比如只有半環狀,或者一部分區域有薄膜的現象。
現代微處理器內的晶體管非常微小,晶體管中的一些關鍵薄膜層甚至只有幾個原子的厚度,光是英文句點的大小就夠容納一百萬個晶體管還綽綽有余。ALD 是使這些極細微結構越來越普遍的一種技術。
ALD 工藝直接在芯片表面堆積材料,一次沉積單層薄膜幾分之一的厚度,以盡可能生成最薄、最均勻的薄膜。工藝的自限特性以及共形沉積的相關能力,是其成為微縮與 3D 技術推動因素的基礎。自限式表面反應讓原子級沉積控制成為可能:薄膜厚度僅取決於執行的反應周期數。表面控制會使薄膜保持極佳的共形性和均勻厚度,這兩點是新興 3D 器件設計的必備特性。
ar玻璃
1)可見光透過率最高峰值99%可見光平均透過率超過95%,
2) 平均反射率低於4%,最低值小於0.5%
3)色彩更艷麗、對比更強使圖像色彩對比更強烈,景物更清晰。
4)抗紫外線,有效保護眼睛紫外線光譜區透過率大幅降低,可有效阻絕紫外線對眼睛之傷害
5) 耐高溫AR玻璃耐溫>500度(一般壓克力只能耐溫80度)
6)防刮耐磨性最佳AR玻璃膜層硬度與玻璃相當,大於7H,(一般PC板硬度約為2H至3H)。
7)可耐各種清潔劑清洗耐酸、鹼清洗劑之擦拭,膜層不受損壞。
8)抗沖擊性強3mm厚度玻璃的沖擊性能相當於6mm壓克力。
9)保持視角一般壓克力在安裝后,視角會變小;而AR玻璃裝上后,視角不會變小。
10)外觀AR玻璃表面平整度遠遠優於鍍膜壓克力,並且尺寸越大,相差越明顯。
11)AR玻璃冷熱變形幾乎可以省略不計,適用於各類環境;同時,AR玻璃具有琉璃感,外觀更漂亮。
比超白透光率還高的ar玻璃
普通的白玻透光率一般在82-83%左右。
超白玻璃透光率一般在89-91%,個別廠家生產的超白玻璃透過率甚至可以達到92%。
AR玻璃的透不率達到了95%,甚至有的AR玻璃可見光透過率最高峰值達到了99%。