常用镀膜材料特性

常用镀膜材料特性名称:二氧化钛(TIO2)TIO2由于它的高折射率和相对坚固性,人们喜欢把这种高折射率材料用于可见光和近红外线区域,但是它本身又难以得到一个稳定的结果.TIO2,TI2O3.TIO,TI,这些原材料氧—钛原子的模拟比率分别为:2.0,1.67,1.5,1.0,0.后发现比率为1.67的材料比较稳定并且大约在550nm生成一个重复性折射率为2.21的坚固的膜层,比率为2的材料第一层产生一个大约2.06的折射率,后面的膜层折射率接近于2.21.比率为1.0的材料需要7个膜层将折射率2.38降到2.21.这几种膜料都无吸收性,几乎每一个TIO2蒸着遵循一个原则:在可使用的光谱区内取得可以忽略的吸收性,这样可以降低氧气压力的限制以及温度和蒸着速度的限制.TIO2需要使用IAD助镀,氧气输入口在挡板下面.TI3O5比其它类型的氧化物贵一些,可是很多人认为这种材料不稳定性的风险要小一些,PULKER等人指出,最后的折射率与无吸收性是随着氧气压力和蒸着温度而改变的,基板温度高则得到高的折射率.例如,基板板温度为400℃时在550纳米波长得到的折射率为2.63,可是由于别的原因,高温蒸着通常是不受欢迎的,而离子助镀已成为一个普遍采用的方法其在低温甚至在室温时就可以得到比较高的折射,通常需要提供足够的氧气以避免(因为有吸收则降低透过率),但是可能也需要降低吸收而增大镭射损坏临界值(LDT).TIO2的折射率与真空度和蒸发速度有很大的关系,但是经过充分预熔和IAD助镀可以解决这一难题,所以在可见光和近红外线光谱中,TIO2很受到人们的欢迎.TIO2用于防反膜,分光膜,冷光膜,滤光片,高反膜,眼镜膜,热反射镜等,黑色颗粒状和白色片状,熔点:1175℃透光范围(nm)折射率(N)500nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量400--120002.352000-2200电子枪防反膜，增透多TIO2用于防反膜,装饰膜,滤光片,高反膜TI2O3用于防反膜滤光片高反膜眼镜膜名称:二氧化硅(SIO2)经验告诉我们,,氧离子助镀(IAD)SIO将是SIO2薄膜可再现性问题的一个解决方法,并且能在生产环境中以一个可以接受的高速度蒸着薄膜.SIO2薄膜如果压力过大,薄膜将有气孔并且易碎,相反压力过低薄膜将有吸收并且折射率变大,,需要充分提供高能离子或氧离子以便得到合乎需要的速度和特性,必要是需要氧气和氩气混合充气,但是这是热镀的情况,冷镀时这种性况不存在.SIO2用于防反膜,冷光膜,滤光片,绝缘膜,眼镜膜,紫外膜.透光范围(nm)折射率(N)550nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量200--20001.461800-2200电子枪,防反膜，增透少,升华无色颗粒状,折射率稳定,放气量少,和OS-10等高折射率材料组合制备截止膜,滤光片等.名称:氟化镁（MgF2）MGF2作为1/4波厚抗反射膜普遍使用来作玻璃光学薄膜，它难以或者相对难以溶解，而且有大约120NM真实紫外线到大约7000nm的中部红外线区域里透过性能良好。OLSEN，MCBRIDE等人指出从至少200NM到6000NM的区域里，2.75MM厚的单晶体MGF2是透明的,接着波长越长吸收性开始增大,在10000NM透过率降到大约2%,虽然在8000—12000NM区域作为厚膜具有较大的吸收性,但是可以在其顶部合用一薄膜作为保护层.不使用IAD助镀,其膜的硬度,耐久性及密度随基板的温度的改变而改变的.在室温中蒸镀,MGF2膜层通常被手指擦伤,具有比较高的湿度变化.在真空中大约N=1.32,堆积密度82%,使用300（℃）蒸镀,其堆积密度将达到98%,N=1.39它的膜层能通过消除装置的擦伤测试并且温度变化低,在室温与300（℃）之间,折射率与密度的变化几乎成正比例的.在玻璃上冷镀MGF2加以IAD助镀可以得到300（℃）同等的薄膜,但是125—150EV能量蒸镀可是最适合的.在塑料上使用IAD蒸镀几乎强制获得合理的附着力与硬度.经验是MGF2不能与离子碰撞过于剧烈.透光范围(nm)折射率(N)550nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量2000-70001.381.35AT200约1100电子枪,钼钽钨舟增透,加硬膜眼镜膜少,MGF2(MGF2)2制程特性:折射率稳定,真空度和速率对其变化影响小预熔不充分或蒸发电流过大易产生飞溅,造成镜片”木”不良.在打开档板后蒸发电流不要随意加减,易飞溅.基片须加热到高的张应力白色颗粒状,常用于抗反射膜,易吸潮.购买时应考虑其纯度.名称:三氧化二铝(AL2O3)普遍用于中间材料,该材料有很好的堆积密度并且在200—7000NM区域的透明带,该制程是否需要加氧气以试验分析来确定,提高基板温度可提高其折射率,在镀膜程式不可理更改情况下,以调整蒸发速率和真空度来提高其折射率.透光范围(nm)折射率(N)550nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量200-70001.632050电子枪,增透,保护膜眼镜膜一般,AL,O,O2,ALO,AL2O,(ALO)2制程特性:白色颗粒状或块状,结晶颗粒状等.非结晶状材料杂气排放量高,结晶状材料相对较少.折射率受蒸着真空度和蒸发速率影响较大,真空不好即速率低则膜折射率变低;真空度好蒸发速率较快时,膜折射率相对增大,接近1.62AL2O3蒸发时会产生少量的AL分子造成膜吸收现象,加入适当的O2时,可避免其吸收产生.但是加氧气要注意不要影响到它的蒸发速率否则改变了它的折射率.名称:银(Ag)如果蒸着速度足够快并且基板温度不很高时,银和铝一样具有良好的反射性,这是在高速低温下大量集结的结果,这一集结同时导致更大的吸收.银通常不浸湿钨丝,但是往往形成具有高表面张力的液滴,它可以用一高紧密性的螺旋式钨丝来蒸发,从而避免液滴下掉.有人先在一个V型钨丝上绕几圈铂丝接着绕上银丝,银丝可以浸湿铂丝但没有浸湿钨丝.名称:金(Au)金在红外线1000nm波长以上是已知材料中具有最高反射性的材料,作为一种贵重金属,它具有较强的化学坚硬性,由于它的可塑性因而抗擦伤性能低,AU可用钨或氮化硼舟皿或者电子枪来蒸发(不能与铂舟蒸发,它与铂很快合金).金对玻璃表面的附着力低,因而通常使用一层铬作为胶质层.也可用氧离子助镀使金的附着力得到上百倍的改善,在不透明性达到即中止IAD,并且最后的薄膜中不含有氧,掺氧将降低薄膜的反射率.名称:氧化钽(Ta2O5)透光范围(nm)折射率(N)500nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量400--0002.11900--2200电子枪,增透,干涉滤光片少名称:氧化铪(HfO2)在150摄氏度的基板上有用电子枪蒸着,折射率在2.0左右,用氧离子助镀可能取和得2.05—2.1稳定的折射率,在8000—12000NM区HFO2用作铝保护膜外层好过SIO2透光范围(nm)折射率(N)550nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量230-70002.02350电子枪,增透,高反膜紫外膜少无色圆盘状或灰色颗粒状和片状.名称:铬(Cr)铬有时用在分光镜上并且通常用作”胶质层”来增强附着力,胶质层可能在5—50NM的范围内,但在铝镜膜导下面,30NM是增强附着力的有效值.颗粒状可用钨舟蒸发而块状宜用电子枪来蒸发,该材料升华,但是表面氧化物可以防止它蒸发/升华,可以全用铬电镀钨丝.可以用铬作为胶质层对金镜化合物进行韧性处理,也可在塑料上使用铬作为胶质层.也可使用一个螺旋状的钨丝蒸发.它应该是所有材料中具有最高拉应力的材料.透光范围(nm)折射率(N)500nm蒸发温度（℃）蒸发源应用杂气排放量1.51300--1400电子枪,铂舟,钨舟吸收膜分光膜导电膜加硬膜