光学镀膜材料的理论与实践

光学镀膜的作用

光学镜片镀膜一、耐磨损膜（硬膜）无论是无机材料还是有机材料制成的眼镜片，在日常的使用中，由于与灰尘或砂砾（氧化硅）的摩擦都会造成镜片磨损，在镜片表面产生划痕。与玻璃片相比，有机材料制成的硬性度比较低，更易产生划痕。通过显微镜，我们可以观察到镜片表面的划痕主要分为二种，一是由于砂砾产生的划痕，浅而细小，戴镜者不容易察觉；另一种是由较大砂砾产生的划痕，深且周边粗糙，处于中心区域则会影响视力。（1）技术特征 1）第一代抗磨损膜技术抗磨损膜始于20世纪70年代初，当时认为玻璃镜片不易磨制是因为其硬度高，而有机镜片则太软所以容易磨损。因此将石英材料于真空条件下镀在有机镜片表面，形成一层非常硬的抗磨损膜，但由于其热胀系数与片基材料的不匹配，很容易脱膜和膜层脆裂，因此抗磨损效果不理想。 2）第二代抗磨损膜技术 20世纪80年代以后，研究人员从理论上发现磨损产生的机理不仅仅与硬度相关，膜层材料具有“硬度/形变”的双重特性，即有些材料的硬度较高，但变形较小，而有些材料硬度较低，但变形较大。第二代的抗磨损膜技术就是通过浸泡工艺法在有机镜片的表面镀上一种硬度高且不易脆裂的材料。 3）第三代抗磨损膜技术第三代的抗磨损膜技术是20世纪90年代以后发展起来的，主要是为了解决有机镜片镀上减反射膜层后的耐磨性问题。由于有机镜片片基的硬度和减反射膜层的硬度有很大的差别，新的理论认为在两者之间需要有一层抗磨损膜层，使镜片在受到砂砾磨擦时能起缓冲作用，并而不容易产生划痕。第三代抗磨损膜层材料的硬度介于减反射膜和镜片片基的硬度之间，其磨擦系数低且不易脆裂。 4）第四代抗磨损膜技术第四代的抗膜技术是采用了硅原子，例如法国依视路公司的帝镀斯（TITUS）加硬液中既含有有机基质，又含有包括硅元素的无机超微粒物，使抗磨损膜具备韧性的同时又提高了硬度。现代的镀抗磨损膜技术最主要的是采用浸泡法，即镜片经过多道清洗后，浸入加硬液中，一定时间后，以一定的速度提起。这一速度与加硬液的黏度有关，并对抗磨损膜层的厚度起决定作用。提起后在100 °C左右的烘箱中聚合4－5小时，镀层厚约3－5微米。（2）测试方法判断和测试抗磨损膜耐磨性的最根本的方法是临床使用，让戴镜者配戴一段时间，然后用显微镜观察并比镜片的磨损情况。当然，这通常是在这一新技术正式推广前所采用的方法，目前我们常用的较迅速、直观的测试方法是： 1）磨砂试验将镜片置于盛有砂砾的宣传品内（规定了砂砾的粒度和硬度)，在一定的控制下作来回磨擦。结束后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量，并且与标准镜片作比较。 2）钢丝绒试验用一种规定的钢丝绒，在一定的压力和速度下，在镜片表面上磨擦一珲的次数，然后用雾度计测试镜片磨擦前后的光线漫反射量，并且与标准镜片作比较。当然，我们也可以手工操作，对二片镜片用同样的压力磨擦同样的次数，然后用肉眼观察和比较。

真空镀膜试验

真空镀膜实验一、实验目的真空镀膜技术广泛地应用在现代工业和科学技术中，光学仪器的反射镜，增透镜，激光器谐振腔的高反射膜，计算机上存储和记忆用的磁性薄膜，以及材料表面的超硬薄膜。此外在电子学、半导体等其它各尖端学科也都采用了真空技术。本实验的目的是学习真空蒸发镀膜技术。通过本门实验，要求学生掌握如下几点：①较系统了解真空镀膜仪器的结构；②了解真空系统各组件的功能；③了解石英晶体振荡器测厚原理；④掌握真空蒸镀的基本原理；⑤了解真空镀膜仪器的基本操作。二、预习要求要求学生在实验之前对真空系统有一定了解，可以通过以下几本相关书籍获得相关信息。《薄膜材料制备原理、技术及应用》—— 唐伟忠著，冶金工艺出版社出版社；《薄膜物理与技术》—— 杨邦朝，王文生编著，电子科学出版社；《薄膜技术》—— 王力衡，清华大学出版社；《薄膜技术》—— 顾培夫，浙江大学出版社；《真空技术物理基础》—— 张树林，东北工学院出版社；《真空技术》—— 戴荣道，电子工业出版社。三、实验所需仪器设备实验过程需要的主要设备为DMDE 450型光学多层镀膜机。真空镀膜机：本实验使用DMDE-450光学多层镀膜机，其装置结构如图3所示。它主要由真空系统、蒸发设备及膜厚监控系统组成。真空系统由各种真空器件组成，主要包括：真空室；真空泵（机械泵、和分子泵）；真空导管；各种真空阀门和测量真空度的真空计等。高真空阀门为碟式，机械泵与分子泵的连通阀门为三同式，将阀门拉出时，机械泵可以直接对镀膜室抽气，推入时机械泵与分子泵连通，同时也切断了机械泵与镀膜室的连接。蒸发系统由真空钟罩，蒸发电极（共有二对），活动挡板，蒸发源，底盘等组成。蒸发源安装在电图3镀膜机装置图 1电离管 2高真空碟阀 3分子泵 4机械泵 5低真空磁力阀 6储气桶 7低真空三同阀 8磁力充气阀 9热偶规 10钟罩 11针型阀

真空镀膜实验报告

近代物理实验报告真空镀膜实验学院班级姓名学号时间 2014年4月20日

真空镀膜实验实验报告【摘要】：真空镀膜也叫物理气相沉积（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。本实验中用到的是蒸发镀膜法来进行真空镀膜，从而了解真空镀膜的原理和操作。【关键词】：真空镀膜、蒸发镀膜法【引言】：真空镀膜也叫物理气相沉积（PVD：physics vaporous deposit），它是利用某种物理过程，如物质的热蒸发或在受到粒子束轰击时物质表面原子的溅射等现象，实现物质从源物质到薄膜的可控的原子转移过程。物理气相沉积技术中最为基础的两种方法就是蒸发法和溅射法。在薄膜沉积技术发展的最初阶段，由于蒸发法相对溅射法具有一些明显的优点，包括较高的沉积速度，相对较高的真空度以及由此导致的较高的薄膜质量等，因此蒸发法受到了相对较大程度的重视。但另一方面，溅射法也具有自己的一些优势，包括在沉积多元合金薄膜时化学成分容易控制，沉积层对衬底的附着力较好等。同时，现代技术对于合金薄膜材料的需求也促进了各种高速溅射方法以及高钝靶材，高钝气体制备技术的发展，这些都使得溅射法制备的薄膜质量得到了很大的改善。如今，由于气相中各组分能够充分的均匀混合，制备的材料组分均匀，易于掺杂，制备温度低，适合大尺寸薄膜的制备，并且能够在形状不规则的衬底上生长薄膜等优点，不仅上述两种物理气相沉积方法已经大量应用于各个技术领域之中，而且为了充分利用这两种方法各自的优点，还开发出了许多介于上述两种方法之间的新的薄膜沉积技术。【正文】一、实验原理真空镀膜是在真空室中进行的（一般气压低于1.3×10-2Pa），当需要蒸发的材料（金属或电介质）加热到一定温度时，材料中分子或原子的热振动能量可增大到足以克服表面的束缚能，于是大量分子或原子从液态或直接从固态（如SiO2、ZnS）汽化。当蒸汽粒子遇到温度较低的工件表面时，就会在被镀工件表面沉积一层薄膜。

各种氧化物折射率

产品目录我公司可根据用户需要定制各种光学镀膜材料名称分子式产品规格折射率透光范围蒸发温度蒸发源产品应用 JS01膜料1.0-4.0mm颗粒 2.10/500nm 360-7000nm 2200-2300 ℃电子枪、钽舟增透膜、多层膜 JS02膜料Ti3O5 1.0-4.0mm颗粒 2.35/500nm 400-12000nm 1800-2000 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟增透膜、多层膜 JS03膜料1.0-4.0mm颗粒 1.70/500nm 220-10000nm 2100 ℃电子枪增透膜、多层膜 JS04膜料1.0-4.0mm颗粒 1.47/500nm 300-7000nm 1900-2000 ℃电子枪增透膜、多层膜氟化镁MgF2 1.0-4.0mm颗粒 1.38/500nm 160-8000nm 1300-1600 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟、钼舟增透膜、多层膜二氧化硅SiO2 1.0-3.0mm颗粒、柱状 1.46/500nm 200-2000nm 1800-2200 ℃电子枪多层膜氧化铝Al2O3 1.0-4.0mm颗粒 1.63/550nm 200-5000nm 2000-2200 ℃电子枪增透膜、多层膜一氧化硅SiO 1.0-4.0mm颗粒 1.55/550nm 800-8000nm 1200-1600 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟、钼舟增透膜、多层膜二氧化钛TiO2 1.0-4.0mm颗粒、片状 2.35/500nm 400-12000nm 2000-2200 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟增透膜、多层膜五氧化三钛Ti3O5 1.0-4.0mm烧结颗粒 2.35/500nm 400-12000nm 1800-2000 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟增透膜、多层膜三氧化二钛Ti2O3 1.0-4.0mm颗粒、片状 2.35/500nm 400-12000nm 1800-2000 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟增透膜、多层膜一氧化钛TiO 1.0-4.0mm颗粒、片状 2.35/500nm 400-12000nm 1700-2000 ℃ 电子枪、钽舟、钨舟增透膜、多层膜五氧化二钽Ta2O5 1.0-4.0mm颗粒、片状 2.10/500nm 350-7000nm 1900-2200 ℃电子枪增透膜、多层膜氧化铪HfO2 1.0-4.0mm颗粒、片状 1.95/500nm 230-7000nm 2300-2500 ℃电子枪紫外近红外多层膜氧化锆ZrO2 1.0-4.0mm颗粒、片状 2.05/500nm 250-7000nm 2500 ℃电子枪增透膜、多层膜

PVD镀膜工艺

PVD镀膜工艺 PVD镀膜工艺 1.装饰件材料（底材） (1)金属。不锈钢、钢基合金、锌基合金等。 (2)玻璃、陶瓷。 (3)塑料。abs、pvc、pc、sheet、尼龙、水晶等。 (4)柔性材料。涤纶膜、pc、纸张、布、泡沫塑料、钢带等。 2.装饰膜种类 (1)金属基材装饰膜层：tin、zrn、tic、crnx、ticn、crcn、ti02、al等。 (2)玻璃、陶瓷装饰膜层：tio2、cr2o3、mgf2、zns等。 (3)塑料基材装饰膜层：ai、cu、ni、si02、ti02、ito、mgf2。 (4)柔性材料装饰膜层：al、lto、ti02、zns等。 3.部分金属基材装饰膜颜色金属基材装饰膜的种类和色调很多。表1为部分金属基材装饰膜的种类及颜色。表1 部分金属基材装饰膜的种类及颜色膜层种类色调 tinx 浅黄、金黄、棕黄、黑色 tic 浅灰色、深灰色 ticxny 赤金黄色、玫瑰金色、棕色、紫色 tin+ au 金色 zrn 金黄色 zrcxny 金色、银色 tio2 紫青蓝、绿、黄、橙红色 crnx 银白色 tixal-nx 金黄色、棕色、黑色

金黄色 3.装饰膜的镀制工艺一．金属件装饰膜镀制工艺比较成熟的镀膜技术有电弧离子镀、磁控溅射离子镀和复合离子镀。下面分别从各类镀膜技术中选取一种具有代表性的典型镀制工艺进行介绍。 1)用电弧离子镀的方法为黄铜电镀亮铬或镍手表壳镀制ticn膜。采用小弧源镀膜机和脉冲偏压电源； (1)工件清洗、上架、入炉工件在入炉之前要经过超声波清洗、酸洗和漂洗三道工序。首先是在超声波清洗槽中放入按使用要求配制的金属清洗剂，利用超声波进行脱脂、清洗。清洗之后，进行酸洗，它可以中和超声波清洗时残余的碱液，还能起到活化处理的作用。然后进行漂洗以彻底除去酸液，漂洗时必须采用去离子纯净水或蒸馏水。经过三洗后，即时进行烘干，温度一般控制在100℃左右，时间为1h左右。也可以风吹干后马上人炉。 (2)镀膜前的准备工作 ①清洁真空镀膜室。用吸尘器将真空镀膜室清洁一遍。当经过多次镀膜时，真空镀膜室的内衬板还需作定期清洗，一般是半个月清洗一次。 ②检查电弧蒸发源。工作前，要确保电弧蒸发源发源安装正确，绝缘良好，引弧针控制灵活,程合适，恰好能触及阴极表面。 ③检查工件架的绝缘情况。工件架与地之间的绝缘必须须良好，负偏压电源与工件架的接触点点必须接触良好。以上几项工作确保没有问题后，才可以关闭真空镀膜室的门，进行抽气和镀膜。 (3)抽真空真空抽至6.6 x 10-3pa。开始是粗抽，从大气抽至5pa左右，用油扩散泵进行细抽。在粗抽时，可以烘烤加热至150℃。伴随镀膜室温度的升高，器壁放气会使真空度降低，然后又回升，等到温度回升到6.6 x 10-3pa时方可进行镀膜工作。 (4)轰击清洗 ①氩离子轰击清洗真空度：通人高纯度氩气(99.999%)真空度保持在2～3pa。轰击电压：800～1000v。轰击时间：10min. 此刻在真空镀膜室内发生辉光放电，放电产生的氩离子以较高的能量撞击工件表面，将工件表面吸附的气体、杂质和工件表面层原子溅射下来，露出材料的新鲜表面。

DWDM光学镀膜介绍与解析

DWDM光學鍍膜介紹與解析前言隨著行動電話與網際網路等通信量急速增加，連接幹線及都會之區間的光纖傳輸容量亦隨之暴漲。增加通信容量有兩種方法，一種是提高變頻速度的多重時間光增幅器廣波域技術提升相對分割法（TDM, Time Division Multiplexing），另外一種是以單一光纖傳輸不同波長光信號之多波長方式（WDM, Wavelenght Division Multiplexing）。由於地也帶動著高速化與高密度波長多重化演進，換言之它所使用的Filter種類與波長亦隨之多樣化。Filter鍍膜基於耐環境、溫度、穩定性等系統考量，通常採用離子（Ion）/等離子鎗（Plasma Gun）與濺鍍（Suptter）或電子束（EB，Electric Beam）等方式。然而鍍膜時有關膜厚監控（Monitor）、重複再現性、良率改善、自動化等諸多問題仍有待鍍膜廠商突破。鍍膜方法電子束（EB）蒸鍍方式容易形成柱狀膜結構，為獲高充填率（Packing Density）的膜層，通常會採用Ion照射基板方式，經Ion 照射後由於離子（Ion）的能量使基板上形成活性核，同時促進核成長及核凝縮（Coalescence），進而獲得高充填率的膜層。電子束（EB）蒸鍍源與離子/等離子鎗（Plasma Gun）的組合又可分為離子輔助（IAD, Ion Assisted Deposition）及離子鍍（IP, Ion Plating），這兩種方法常用於有耐環境需求的通信元件鍍膜工程。Leybold公司的APS（Advanced Plasma System）為典型代表。 IAD的電子束蒸鍍源與Ion產生器可個別獨立控制，因此IAD方式較易找出最合適的鍍膜條件。基於EB鎗需長時間操作，因此有些廠商修改Filament的尺寸與外形，用來降低電子束270°偏向時所產生的離子衝擊對Filament造成的耗損。如此一來由高周波放電所構成的離子鎗，在DC放電時無法避免的Filament Suptter不純物產生會完全消失，同時離子鎗可作長時間運轉。這種方式具有鍍膜時Filer吸收損失較小、膜應力比其它等離子製程更小等優點。濺鍍（Suptter）方式可獲得較高的膜層充填率，鍍膜速度則比上述方式慢，因此光通信用多層膜Filter製程很少採用。OCLI及加拿大的NRCC是將金屬靶材（Target）先作濺鍍，再經過氧化等離子氧化過程，如此便可進行製作窄域

常用晶体及光学玻璃折射率表

常用晶体及光学玻璃折射率表注：no、ne分别是晶体双折射现象中的“寻常光”的折射率和“非常光”的折射率。资料来源：华东师大《光学教程》一般情况下，基础玻璃的折射率为1.5—1.7，而斜锆石的折射率为2.2，锆英石的折射率为1.94；SnO2可以降低釉熔体的表面张力，且具有较高地折射率（2.09） CR-39即折射率1.499单体有机高分子化学日开发出新型热固性树脂 -------------------------------------------------------------------------- ------ 2019-7-28 9:04:29 来源：中国化工网日前，日本Nitto Denko Corp公司开发出一种折射系数为1.7的芳香族热固性树脂，高于折射率1.56的环氧树脂，且这种树脂的耐热性也比环氧树脂高30％。该公司称，折射系数的提高是由于在其中添加了二氧化钛、二氧化锆及其它金属氧化物的纳米级粒子。据介绍，这种树脂主要用途在电器领域，包括用于涂料中可提高白色发光二极管(LEDs)的发光率和吸光率，液晶显示器(LCDs)和其它显示器的防反射膜，以及在电荷耦合器件(CCDs)中作为微透镜使其能接受大量光等。金红石型和锐钛矿型TiO2颜料的平均折射率分别为2.71和2.57，用2.71来计算，氧化锌颜料的相对密度为5.45 ~ 5.65，吸油度量为10 ~ 25 g/100 g，折射率为 2.03 ~ 2.08。商业上98%颜料级硫化锌的相对密度为4.0 ~ 4.1，折射率为2.37 三氧化锑颜料的折射率约为2.0，名称折射率透光范围蒸发温度(℃) 蒸发源应用三氧化二铝 1.62/550n 200~5000 2000-2200 电子枪增透膜多层膜氟化铈氧化铈冰晶石氧化铪 1.63/500nm 300~5000 1429 钼，钽，电子枪增透膜、多层膜 2.35/500nm 400~16000 1950 电子枪增透膜 1.33/500nm 250~14000 1000 钼，钽，电子枪增透膜 1.95/500nm 230~7000 2500 电子枪紫外-近红外多层膜

真空镀膜的工艺详解

真空镀膜真空镀膜是一种产生薄膜材料的技术。在真空室内材料的原子从加热源离析出来打到被镀物体的表面上。其工艺流程一般如下： 1、表面处理：通常，镀膜之前，应对基材（镀件）进行除油、除尘等预处理，以保证镀件的整洁、干燥，避免底涂层出现麻点、附着力差等缺点。对于特殊材料，如PE（聚乙烯）料等，还应对其进行改性，以达到镀膜的预期效果。 2、底涂：底涂施工时，可以采用喷涂，也可采用浸涂，具体应视镀件大小、形状、结构及用户设备等具体情况及客户的质量要求而定。采用喷涂方法，可采用SZ-97T镀膜油；采用浸涂方法，可采用的SZ-97、SZ-97+1等油，具体应视镀件材料而定。参见产品展示中各产品的适应范围。 3、底涂烘干：我公司生产的SZ-97镀膜油系列均为自干型漆，烘干的目的是为了提高生产效率。通常烘干的温度为60-70℃，时间约2小时。烘干完成的要求是漆膜完全干燥。 4、镀膜：镀膜时，应保证镀膜机的真空度达到要求后，再加热钨丝，并严格控制加热时间。同时，应掌握好镀膜用金属（如铝线)的量，太少可能导致金属膜遮盖不住底材，太多则除了浪费外，还会影响钨丝寿命和镀膜质量。 5、面涂：通常面涂的目的有以下两个方面：A、提高镀件的耐水性、耐腐蚀性、耐磨耗性；B、为水染着色提供可能。深展公司生产的SZ-97油系列产品均可用于面涂，若镀件不需着色，视客户要求，可选用911、911-1哑光油、889透明油、910哑光油等面油涂装。 6、面涂烘干：通常面涂层较底涂层薄，故烘干温度较低，约50-60℃，时间约1~2小时，用户可根据实际情况灵活把握，最终应保证面涂层彻底干燥。如果镀件不需着色，则工序进行到此已经结束。 7、水染着色：如果镀件需要进行水染着色，则可将面漆已经烘干的镀件放进染缸里，染上所需颜色，之后冲洗晾干即可。染色时要注意控制水的温度，通常在60~80℃左右，同时应控制好水染的时间。水染着色的缺点是容易褪色，但成本较低。各种水染色粉我公司有配套销售。 8、油染着色：若镀件需进行油染着色，则镀膜后视客户要求，直接用SZ-哑光色油、SZ-透明色油浸涂或喷涂，干燥后即可。油染的色泽经久不褪，成本较水染略高。

真空镀膜技术的现状及发展

真空镀膜技术的现状及发展薄膜是一种物质形态，它所使用的膜材料非常广泛，可以是单质元素或化合物，也可以是无机材料或有机材料。薄膜与块状物质一样，可以是单晶态的，多晶态的或非晶态的。近年来功能材料薄膜和复合薄膜也有很大发展。镀膜技术及薄膜产品在工业上的应用非常广泛，尤其是在电子材料与元器件工业领域中占有及其重要的地位。镀膜方法可以分为气相生成法，氧化法，离子注入法，扩散法，电镀法，涂布法，液相生长法等。气相生成法又可分为物理气相沉积法，化学气相沉积法和放电聚合法等。真空蒸发，溅射镀膜和离子镀等通常称为物理气相沉积法，是基本的薄膜制备技术。它们都要求淀积薄膜的空间要有一定的真空度。所以，真空技术是薄膜制作技术的基础，获得并保持所需的真空环境，是镀膜的必要条件。真空系统的种类繁多。在实际工作中，必须根据自己的工作重点进行选择。典型的真空系统包括：获得真空的设备（真空泵），待抽空的容器（真空室），测量真空的器具（真空计）以及必要的管道，阀门和其它附属设备。 1 真空蒸发镀膜法真空蒸发镀膜法是在真空室中，加热蒸发容器中待形成薄膜的原材料，使其原子或分子从表面气化逸出，形成蒸汽流，入射到固体（称为衬底或基片）表面，凝结形成固态薄膜的方法。真空蒸发镀膜又可以分为下列几种： 1．1 电阻蒸发源蒸镀法采用钽，钼，钨等高熔点金属，做成适当形状的蒸发源，其上装入待蒸发材料，让气流通过，对蒸发材料进行直接加热蒸发，或者把待蒸发材料放入氧化铝，氧化铍等坩锅中进行间接加热蒸发，这就是电阻加热蒸发法。

利用电阻加热器加热蒸发的镀膜机结构简单，造价便宜，使用可靠，可用于熔点不太高的材料的蒸发镀膜，尤其适用于对镀膜质量要求不太高的大批量的生产中，迄今为止，在镀铝制镜的生产中仍然大量使用着电阻加热蒸发的工艺。电阻加热方式的缺点是：加热所能达到的最高温度有限，加热器的寿命液较短。近年来，为了提高加热器的寿命，国内外已采用寿命较长的氮化硼合成的导电陶瓷材料作为加热器。据日本专利报道，可采用20％～30％的氮化硼和能与其相熔的耐火材料所组成的材料来制作坩锅，并在表面涂上一层含62％～82％的锆，其余为锆硅合金材料。 1．2 电子束蒸发源蒸镀法将蒸发材料放入水冷钢坩锅中，直接利用电子束加热，使蒸发材料气化蒸发后凝结在基板表面成膜，是真空蒸发镀膜技术中的一种重要的加热方法和发展方向。电子束蒸发克服了一般电阻加热蒸发的许多缺点，特别适合制作熔点薄膜材料和高纯薄膜材料。依靠电子束轰击蒸发的真空蒸镀技术，根据电子束蒸发源的形式不同，又可分为环形枪，直枪，e型枪和空心阴极电子枪等几种。环形枪是由环形的阴极来发射电子束，经聚焦和偏转后打在坩锅内使金属材料蒸发。它的结构较简单，但是功率和效率都不高，基本上只是一种实验室用的设备，目前在生产型的装置中已经不再使用。直枪是一种轴对称的直线加速枪，电子从灯丝阴极发射，聚成细束，经阳极加速后打在坩锅中使镀膜材料融化和蒸发。直枪的功率从几百瓦至几百千瓦的都有，有的可用于真空蒸发，有的可用于真空冶炼。直枪的缺点是蒸镀的材料会污染枪体结构，给运行的稳定性带来困难，同时发射灯丝上逸出的钠离子等也会引起膜层的污染，最近由西德公司研究，在电子束的出口处设置偏转磁场，并在灯丝部位制成一套独立的抽气系统而做成直枪的改进形式，不但彻底干便了灯丝对膜的污染，而且还有利于提高枪的寿命。

光学基础知识及光学镀膜技术

光学基础知识及光学镀膜技术光學薄膜是指在光學元件上或獨立的基板上鍍上一層或多層之介電質膜或金屬膜來改變光波傳遞的特性。即應用光波在這些薄膜中進行的現象與原理，如透射、吸收、散射、反射、偏振、相位變化等，進而設計及製造各種單層及多層之光學薄膜來達到科學與工程上的應用。在本廠的實際應用上，DM半透板與ITO鍍膜屬於這個領域。光學薄膜雖早於1817年Fraunhofer已經開始利用酸蝕法製成了抗反射膜，但是真正的發展是在1930年真空鍍膜設備之後。而軍事的需求(望遠鏡、飛彈導向鏡頭、監視衛星、夜視系統等)加速了光學薄膜的開發與研究。計算機的出現使得設計更為方便，相對的各種理論及設計方法因應而出，光學薄膜的研究於是更為進步並充分應用於各種光電系統及光學儀器之中，如光干涉儀、照相機、望遠鏡、顯微鏡、投影電視機、顯示器、光鑯通訊、汽車工業、眼鏡等。光學薄膜基本上是藉由干涉作用達到其效果的。簡單的如肥皂泡沫膜、金屬表層的氧化膜、水面油層的顏色變化，都可以視為單層干涉的效果。因此，當光在膜層中的干

涉現象可以被偵測到時，我們就說這層模是薄的，否則是厚的(k值消散掉)。由於干涉現象不僅跟膜層的厚度有關，而且光源的干涉性和偵測性的種類也有關。接下來為各位介紹幾個主題1.波動光學基本理論2.薄膜光學的應用及產品介紹3.薄膜設計方法4.金屬鍍膜材料5.光學薄膜的鍍製方法及設備6.光學薄膜材料。光學薄膜的製作是理論設計的實現，它不僅和蒸鍍方法及材料有關亦與薄膜支撐者，即基板之表面狀況及材質有密切的關係，事實上光學薄膜的研製的主要困難已經比較少是在設計上，而是在製鍍上，亦即要製造出預期中的光學常數及厚度之薄膜，因此新的製膜方法及監控方式在工程上更顯的重要。 1. 繞射和干涉的現象常常會被拿在一起來討論,繞射可視為很多光源互相干涉,但其數學處理的方式仍然與干涉不太一樣。例如全像或光柵,可以用繞射也可以用干涉來解釋,也各有其數學模式。光的波動說:當一個水波經過一個障礙時,我們可以看到障礙的邊緣會泛起陣陣漣漪,這種現象就是繞射,光波也有繞射現象,這種現象是和光的直線前進或光的粒子說相抵觸的。早在1500年,L.da Viaci 已提及光的繞射,Huygens在1678年首先創立光的波動理論,他把波陣面上每一點都視為一個次級子波的波源,而所有子波前進時的包絡面又形成新的波前,應用這個原理可以解釋光的直線前進、光的反射與折射。 1801年,Young用干涉理論來解釋單狹縫的現象,但實驗結

光学材料折射率的测定报告

光学材料折射率的测定 Summary ：Refractive index is one of the important parameters of optical materials, which often needs to be measured in scientific research and production practice. The method of measuring the refractive index can be divided into two categories: one is the application of refractive index and reflection, total reflection law, through the accurate measurement of the angle of the refractive index of the geometric optics method, such as the minimum deviation angle method, grazing incidence method, total reflection method and displacement method, etc. Another kind is the light passed the medium (or by a dielectric reflection) and the polarization state changes of the phase change of the transmitted light or reflected light) and refraction rate is closely related to the principle to measure the refractive index of the physical optics method, such as cloth Brewster angle method, interferometry, ellipsometry etc.. 摘要：折射率是光学材料的重要参数之一，在科研和生产实际中常需要测量它。测量折射率的方法可分为两类：一类是应用折射率及反射、全反射定律，通过准确测量角度来求折射率的几何光学方法，如最小偏向角法、掠入射法、全反射法和位移法等。另一类是利用光通过介质（或由介质反射）后，透射光的相位变化（或反射光的偏振态变化）与折射率密切相关的原理来测定折射率的物理光学方法，如布儒斯特角法、干涉法、椭偏法等。关键词：最小偏向角偏振全反射分光计干涉布儒斯特角引言：本实验要求综合已学过的光学知识和基本实验操作，查阅有关资料，拟定实验方案，完成对各种待测样品的折射率测定，从而对光学材料折射率的测量，在原理和方法上有更全面的认识。加深对分光计、阿贝折射仪、迈克尔孙干涉仪等光学仪器使用方法的了解。一、最小偏向角法【实验原理】由图1的三棱镜光路图，可以证明： 2 sin 2sin sin sin min 1 1 A A r i n +== δ 其中A 是三棱镜的顶角，δmin 是出射光在i 1=i 2时的最小偏向角。由上式可见，只要测得三棱镜的顶角A 和对钠黄光的最小偏向角δmin ，便可间接测出对该波长的光的折射率n 。【实验步骤】 1. 调节分光计到使用状态，打开汞灯照明平行光管，找到折射光谱 2. 对准某条谱线，转动游标盘和望远镜跟踪此谱线，当其不再继续移动而反向移动时，记录游标盘读数θ1、θ2 3. 测定入射光方向，将望远镜对准平行光管，使分划板十字竖线对准狭缝中央，读出此时两游标的读数θ1'、θ2'，则最小偏向角δmin 为： ()()[] '2 1 22'11min θθθθδ-+-= 4. 重复测量，求平均值图1 三棱镜中的光路图

真空镀膜机的详细结构

真空镀膜机的详细结构高真空镀膜机，镀膜机是目前制作真空条件应用最为广泛的设备。其相关组成及各部件：机械泵、增压泵、油扩散泵、冷凝泵、真空测量系统. 下面本人详细介绍各部分的组成及工作原理。一、真空主体——真空腔根据加工产品要求的各异，真空腔的大小也不一样，目前应用最多的有直径1.3M、0.9M、1.5M、1.8M 等，腔体由不锈钢材料制作，要求不生锈、坚实等，真空腔各部分有连接阀，用来连接各抽气泵浦。二、辅助抽气系统此排气系统采用“扩散泵+机械泵＋罗茨泵＋低温冷阱＋p olycold”组成排气流程为：机械泵先将真空腔抽至小于2.0*10-2PA左右的低真空状态，为扩散泵后继抽真空提供前提，之后当扩散泵抽真空腔的时候，机械泵又配合油扩散泵组成串联，以这样的方式完成抽气动作。排气系统为镀膜机真空系统的重要部分，主要有由机械泵、增压泵（主要介绍罗茨泵）、油扩散泵三大部分组成。机械泵：也叫前级泵，机械泵是应用最广泛的一种低真空泵，它是用油来保持密封效果并依靠机械的方法不断的改变泵内吸气空腔的体积，使被抽容器内气体的体积不断膨胀从而获得真空。机械泵有很多种，常用的有滑阀式（此主要应用于大型设备）、活塞往复式、定片式和旋片式（此目前应用最广泛，本文主要介绍）四种类型。机械泵常常被用来抽除干燥的空气，但不能抽除含氧量过高、有爆炸性和腐蚀性的气体，机械泵一般被用来抽除永久性的气体，但是对水气没有好的效果，所以它不能抽除水气。旋片泵中起主要作用的部件是定子、转子、弹片等，转子在定子里面但与定子不同心轴，象两个内切圆，转子槽内装有两片弹片，两弹片中间装有弹簧，保证了弹片紧紧贴在定子的内壁。它的两个弹片交替起着两方面的作用，一方面从进气口吸进气体，另一方面压缩已经吸进的气体，将气体排出泵外。转子每旋转一周，泵完成两次吸气和两次排气。当泵连续顺时针转动时，旋片泵不断的通过进气口吸入气体，又从排气口不断的排出泵外，实现对容器抽气的目的。为了提高泵的极限真空度，均将泵的定子浸在油里面这样，在各处的间隙中及有害空间里面经常保持足够的油，把空隙填满，所以油一方面起到了润滑作用，另一方面又起了密封和堵塞缝隙及有害空间的作用，防止气体分子通过各种渠道反流到压强低的空间去。机械泵是从大气开始工作的，它的主要参数有极限真空，抽气速率，此为设计与选用机械泵的重要依据。单级泵可以将容器从大气抽到1.0*10-1PA的极限真空，双级机械泵可以将容器从大气抽到6.7*10-2帕，甚至更高。抽气速率，是指旋片泵按额定转数运转时，单位时间内所能排出气体的体积，可以用下公式计算： Sth=2nVs=2nfsL fs表示吸气结束时空腔截面积，L表示空腔长度，系数表示转子每旋转一周有两次排气过程，Vs表示当转子处于水平位置的时候，吸气结束，此时空腔内的体积最大，转速为n。

真空镀膜实验操作步骤

真空镀膜本实验应用真空蒸发的方法：即在真空中把制作薄膜的材料加热蒸发，使其淀积在适当的表面上来获得一质量优良的金属膜。 ●真空镀膜机真空镀膜机结构图 ●蒸发系统

蒸发系统蒸发源蒸发源的形状如下图，大致有螺旋式(a)、篮式(b)、发叉式(c)和浅舟式(d)等。蒸发源

真空蒸发实验的具体操作步骤： 1. 检查真空镀膜机及复合真空计上各开关，并它们全部置在“关”的位置（特别是复合真空计上的规管电源一定要置在“关”的位置）； 2. 接通真空镀膜机总电源，再把钟罩操作旋钮拨至“钟罩升”，等钟罩升至适当位置后拨至“关”； 3. 把制作薄膜的铝材处理后放置在蒸发源的适当位置，再用挡板挡住蒸发源；把经清洗、干燥处理后的玻璃片放置在工作架的适当位置；然后把钟罩操作旋钮拨至“钟罩降”使钟罩降至最低位置后拨至“关”； 4. 接通复合真空计电源，校准“测量2”的加热电流为98 mA，然后旋钮旋到“测量2”； 5. 接通真空镀膜机冷却水源，再接通真空镀膜机的“机械泵及扩散泵”电源，“拉”低阀，用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为5Pa后，“推”低阀，改用“测量1”监测系统内的气压变化（确认“测量1”的加热电流为98 mA），直到系统内的气压值为5Pa时，“开”高阀； 6. 再次采用“测量2”监测钟罩内的气压变化，记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值为0.1Pa后，接通复合真空计上的规管电源，启用电离规管对钟罩内的气压变化进行监测并记录相应的P（t）～t 曲线，直到钟罩内的气压值下降为0.015Pa 以下； 7. 用电源插销接通所选用的蒸发源“电极”，再接通“烘烤、蒸发”电源，调节其电流强度为30 A并维持约1分钟，移开挡板，继续增大电流至45A并维持30秒，然后把电流强度调节为零，同时关闭复合真空计上的规管电源！！！ 8. 在进行抽气10分钟后，“关”高阀，“机械泵及扩散泵”改接为“机械泵”； 9. 机械泵继续开动，水源不关，开风扇吹扩散泵……30分钟后接通“充气阀”对钟罩内“充气”，待充气完成后升钟罩，取出镀膜片； 10. 再经半小时后关机械泵、水源及总电源。

树脂镜片材料及光学镀膜

树脂镜片材料及光学镀膜一．镜片的材料特性眼镜片的光学目的旨在通过配戴矫正镜片使屈光不正的眼睛恢复清晰视力，所以在选用镜片材料时需要考虑以下这些与镜片屈光作用密切相关的因素：1、材料的几何特性：曲率半径、表面形状等；2、材料的物理化学特性：折射率、阿贝数等。镜片材料的研究发展主要是为了获取并控制这些相关因素，了解并掌握其特性，以使不断完善、发展镜片的光学矫正效果。镜片材料的基本特性有：1、光学性质，计算屈光作用和控制光学性能；2、机械和热性质；3、电性质材料；4、化学性质通过外界所可能接触的化学物质了解材料的相应变化。一、光学性质：光学性质是材料的基本性质，与镜片在日常生活中所见到的各种光学现象相符合，主要为光线在镜片表面的折射和反射、材料本身的吸收，以及散射和衍射现象。（1）光线折射：通过镜片的光线会在镜片的前后表面发生折射或偏离现象，光线的偏离幅度由材料的折射率和入射光线在镜片表面的入射角度决定。1）折射率：透明媒质的折射率是光线在真空中的速度c与在媒质中的速度v的比值，n=c/v。该比值没有单位并且总是大于1。折射率反映媒质的折射能力，折射率越高，从空气进入该媒介的光束偏离得越多。从空气到折射率为n的透明媒质所发生的偏离或折射可以根据斯涅耳-笛卡尔定律(Snell-Descartes Law)进行计算，规定如下：折射光线与入射光线和法线位于同一平面入射角i和折射角r分别由法线与入射光线、折射光线构成。计算公式：sin i=n sin r 由于透明媒质的光速随着波长而变化，所以折射率的值总是参考某一特定波长表示：在欧洲和日本，参考波长为e线546.07nm(汞--绿光谱线)，但是在美国等其它国家则是d线587.56nm(氦--黄光谱线)。但这个区别并没有造成实际影响，因为它的区别仅仅反映在折射率值的第三位小数上。目前市场所采用的镜片材料的折射率范围是从 1.5--1.9。2）色散系数：阿贝数。由光波引起的折射率变化会使白光根据不同的折射产生色散现象。事实上，波长越短，折射率越高，可见光的折射从光谱的红光区延伸到蓝光区。材料的色散能力可以由阿贝数描述，在欧洲、日本规定用e线，在美国等其他国家规定使用d线。阿贝数与材料的色散力成反比，镜片材料规定的范围通常从30-60，数值越大即表示色散越少。一般而言，折射率越高，色散力越大，而阿贝数就越低。尽管所有镜片都存在色散，但在镜片中心，这个因素可以被忽略，只有在用高色散材料制造的镜片周边部，色散现象才易被察觉。在这种情况下，色散现象所表现的是离轴物体边缘带有彩色条纹。(2)光线反射光线在镜片表面产生折射的同时，也会产生反射现象。光线反射会影响镜片的

光学镀膜材料论文

光学镀膜材料研究摘要：随着科学技术的发展进步，人们对于光学领域的研究越来越广泛。而光学镀膜技术又是光学研究中的重要课题。因此通过对光学镀膜材料的研究来促进光学镀膜的发展是亟待解决的难题。通过对于光学镀膜材料性质特点的研究，来寻求未来光学材料的发展研究方向以及促进光学镀膜技术的飞速发展，使之能够更好地为人类社会的进步做贡献。关键字：光学镀膜材料发展一、引言能源、信息和生物技术被称为现代社会的三大支柱，而材料科学又是能源、信息和生物技术的基础。随着近几年镀膜技术的发展，推动了镀膜材料的发展和完善。薄膜材料与薄膜技术形成了密不可分的相辅相成关系，并在我们的日常生活中发挥着重要作用。眼睛的保护膜、滤光膜、防紫外线膜；相机镜头保护膜、增透膜、增反膜；宝石上的膜层；汽车玻璃、幕墙玻璃的增反膜；光纤外壁反射膜等都在我们的生活中发挥着极其重要的作用。在我们的生活发生巨大变化的同时，我们也迫切需求光学镀膜技术的急速发展。因此对于光学镀膜材料的研究成为我们首要研究发展的课题。二、光学镀膜材料的分类及特点目前，光学镀膜材料常用品种已达60余种，而且其品种、应用功能还在不断被开发。（一）、光学镀膜材料的分类： 1、从化学组成上，薄膜材料可分为：氧化物类：Al2O3、SiO、SiO2、TiO2、Ti2O3、ZrO2等氟化物类：MgF2、BaF2、YF3、Na3AlF6等其它化合物类：ZnS、ZnSe、PbTe等金属（合金）类：Al、Cr、Ti、Ag、Al-Ti、Ni-Cr等 2、从材料功能分，镀膜材料可分为：（1）光介质材料：起传输光线的作用。这些材料以折射、反射和透射的方式改变光线的方向、强度和相位，使光线按预定要求传输，也可吸收或透过一定波长范围的光线而调整光谱成份。（2）光功能材料：这种材料在外场（力、声、热、电、磁和光）的作用下，光学性质会发生变化，因此可作为探测、保护和能量转换的材料（如AgCl2,WO3等）。（二）光学镀膜材料的特点从化学结构上看，固体材料（薄膜）中存在着以下键力：离子键、共价键、金属键、分子键（或范德华键）。由于化学键的特性，决定了不同薄膜材料或薄膜具有以下不同特点：（1）氧化物膜料大都是双电荷（或多电荷）的离子型晶体结构，因此，决定了

PVD真空镀膜简介

PVD真空镀膜简介 1. PVD的含义—PVD是英文Physical Vapor Deposition的缩写，中文意思是“物理气相沉积”，是指在真空条件下，用物理的方法使材料沉积在被镀工件上的薄膜制备技术。 2. PVD镀膜和PVD镀膜机—PVD(物理气相沉积)镀膜技术主要分为三类，真空蒸发镀膜、真空溅射镀和真空离子镀膜。对应于PVD技术的三个分类，相应的真空镀膜设备也就有真空蒸发镀膜机、真空溅射镀膜机和真空离子镀膜机这三种。近十多年来，真空离子镀膜技术的发展是最快的，它已经成为当今最先进的表面处理方式之一。我们通常所说的PVD镀膜，指的就是真空离子镀膜；通常所说的PVD镀膜机，指的也就是真空离子镀膜机。 3. PVD镀膜技术的原理—PVD镀膜（离子镀膜）技术，其具体原理是在真空条件下，采用低电压、大电流的电弧放电技术，利用气体放电使靶材蒸发并使被蒸发物质与气体都发生电离，利用电场的加速作用，使被蒸发物质及其反应产物沉积在工件上。 4. PVD镀膜膜层的特点—采用PVD镀膜技术镀出的膜层，具有高硬度、高耐磨性（低摩擦系数）、很好的耐腐蚀性和化学稳定性等特点，膜层的寿命更长；同时膜层能够大幅度提高工件的外观装饰性能。 5. PVD镀膜能够镀出的膜层种类—PVD镀膜技术是一种能够真正获得微米级镀层且无污染的环保型表面处理方法，它能够制备各种单一金属膜（如铝、钛、锆、铬等),氮化物膜（TiN、ZrN、CrN、TiAlN）和碳化物膜（TiC、TiCN),以及氧化物膜（如TiO等)。 6. PVD镀膜膜层的厚度—PVD镀膜膜层的厚度为微米级，厚度较薄，一般为0.3μm ～5μm，其中装饰镀膜膜层的厚度一般为0.3μm ～1μm ，因此可以在几乎不影响工件原来尺寸的情况下提高工件表面的各种物理性能和化学性能，镀后不须再加工。 7. PVD镀膜能够镀出的膜层的颜色种类—PVD镀膜目前能够做出的膜层的颜色有深金黄色，浅金黄色，咖啡色，古铜色，灰色，黑色，灰黑色，七彩色等。通过控制镀膜过程中的相关参数，可以控制镀出的颜色；镀膜结束后可以用相关的仪器对颜色进行测量，使颜色得以量化，以确定镀出的颜色是否满足要求。

真空镀膜与光学镀膜对比

真空镀膜主要利用辉光放电(glow discharge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面, 靶材的原子被弹出而堆积在基板表面形成薄膜。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜来的好,但是镀膜速度却比蒸镀慢很多。新型的溅镀设备几乎都使用强力磁铁将电子成螺旋状运动以加速靶材周围的氩气离子化, 造成靶与氩气离子间的撞击机率增加, 提高溅镀速率。一般金属镀膜大都采用直流溅镀,而不导电的陶磁材料则使用RF交流溅镀,基本的原理是在真空中利用辉光放电(glow discharge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表面，电浆中的阳离子会加速冲向作为被溅镀材的负电极表面，这个冲击将使靶材的物质飞出而沉积在基板上形成薄膜。一般来说，利用溅镀制程进行薄膜披覆有几项特点：(1)金属、合金或绝缘物均可做成薄膜材料。(2)再适当的设定条件下可将多元复杂的靶材制作出同一组成的薄膜。(3)利用放电气氛中加入氧或其它的活性气体，可以制作靶材物质与气体分子的混合物或化合物。(4)靶材输入电流及溅射时间可以控制，容易得到高精度的膜厚。(5)较其它制程利于生产大面积的均一薄膜。(6)溅射粒子几不受重力影响，靶材与基板位置可自由安排。(7)基板与膜的附着强度是一般蒸镀膜的10倍以上，且由于溅射粒子带有高能量，在成膜面会继续表面扩散而得到硬且致密的薄膜，同时此高能量使基板只要较低的温度即可得到结晶膜。(8)薄膜形成初期成核密度高，可生产10nm以下的极薄连续膜。(9)靶材的寿命长，可长时间自动化连续生产。(10)靶材可制作成各种形状，配合机台的特殊设计做更好的控制及最有效率的生产。光学镀膜一、耐磨损膜（硬膜）无论是无机材料还是有机材料制成的眼镜片，在日常的使用中，由于与灰尘或砂砾（氧化硅）的摩擦都会造成镜片磨损，在镜片表面产生划痕。与玻璃片相比，有机材料制成的硬性度比较低，更易产生划痕。通过显微镜，我们可以观察到镜片表面的划痕主要分为二种，一是由于砂砾产生的划痕，浅而细小，戴镜者不容易察觉；另一种是由较大砂砾产生的划痕，深且周边粗糙，处于中心区域则会影响视力。（1）技术特征 1）第一代抗磨损膜技术抗磨损膜始于20世纪70年代初，当时认为玻璃镜片不易磨制是因为其硬度高，而有机镜片则太软所以容易磨损。因此将石英材料于真空条件下镀在有机镜片表面，形成一层非常硬的