光学镀膜工艺指导
光学镀膜工艺指导
光学镀膜工艺指导一、背景介绍光学镀膜工艺是一种重要的光学加工技术，可以在光学元件表面形成一层薄膜，用于改变光学器件的透射、反射、吸收等性能。
本文旨在提供光学镀膜工艺的指导，确保制备高质量的光学薄膜。
二、工艺流程光学镀膜工艺主要包括以下几个步骤：基片清洗、基片预处理、镀膜材料选择、膜层设计和计算、真空镀膜、后处理等。
1. 基片清洗基片清洗是镀膜工艺的首要步骤，它的目的是去除基片表面的污染物和气体，使得基片表面干净。
通常使用有机溶剂或无机酸碱溶液进行清洗，清洗后需要进行漂洗和烘干。
2. 基片预处理基片预处理是为了提高基片表面的附着性，常见的预处理方法有机械划伤、化学刻蚀等。
通过预处理，可以增加镀膜层与基片表面的结合力，提高镀膜层的附着性和耐磨性。
3. 镀膜材料选择镀膜材料的选择直接影响到膜层的光学性能。
根据不同的需求，可以选择金属、半导体、氧化物等材料进行镀膜。
在选择材料时，需要考虑其光学特性、机械性能、耐化学性能等因素。
4. 膜层设计和计算膜层设计是光学镀膜的关键步骤，通过对薄膜层厚度和折射率的设计和计算，可以实现所需的光学性能。
常用的方法有光学膜设计软件、等离子体监测仪等。
5. 真空镀膜真空镀膜是将镀膜材料蒸发或溅射到基片表面，形成一层薄膜的过程。
真空环境可以排除气体和灰尘对膜层质量的影响，确保膜层的均匀性和致密性。
镀膜方法包括电子束蒸发、磁控溅射等。
6. 后处理后处理是为了提高膜层的光学性能和机械性能，常见的后处理方法有退火处理、氧化处理等。
通过后处理可以降低膜层的内应力，提高膜层的抗氧化性和耐磨性。
三、工艺注意事项在进行光学镀膜工艺时，需要注意以下几个方面：1. 温度控制镀膜过程中应控制好温度，过高的温度会导致基片热变形、膜层结构破坏等问题，过低的温度则会影响薄膜的致密性。
因此，需要根据具体材料和工艺要求，控制适宜的温度范围。
2. 气压控制在真空镀膜中，气压是一个重要的参数。
过高的气压会导致气体对膜层的污染，过低的气压则会影响镀膜速率和膜层致密性。
光学镀膜介绍知识讲解
反射率光譜圖
1. 光線照在未經處理的平整表面基材(PC、PMMA或GLASS)上時，集中在某一個角度反射的光線進入眼中會讓人覺得昏眩，這就是”眩光”所造成的影響。抗眩的原理是以表面處理的方式使表面變得粗糙不平整，在不平整的表面狀態使照在上面的光線散射，光線因而散射到各個角度而不會集中在某一個特定角度。 2. 抗眩光產品一般應用於螢幕上當作保護片使用
如何分辨鍍膜面?
1. 如何提高穿透率 2. 抗反射介紹 3. 抗眩光介紹
二、抗反射原理及應用
1. 當光線經過玻璃並不是100%穿透，玻璃兩個表面都會產生反射，玻璃本身 的材質也吸收光，因此玻璃的穿透+玻璃的反射+玻璃的吸收=100%。
100% 入射光
玻璃材質吸收0.5%
第一面玻璃反射4%
MIL-STD-810E
無變異
使用NaCl (比重5%) 鹽霧暴露於35℃環境中測試
濕度
MIL-C-48497A
無變異
溫度35℃/濕度95%，24小時後作耐磨性測試
可溶性
MIL-C-48497A
無變異
將玻璃放置於室溫15~32℃中，24小時後觀察其變化
環境耐久性測試總表
1. 耐磨性主要是測試鍍膜層與基材間的附著程度，製程條件及蒸鍍靶材 均會影響耐磨性的好壞。 2. 耐磨測試一般會將橡皮擦、鋼絲絨或無塵布綑綁於耐磨測試機的測試 頭上，並施加重量於測試頭上方，測試次數結束後觀察測試基材表面 是否有刮傷痕跡出現。
鹽霧測試機
腐蝕性測試
1. 將基材放置於恆溫恆濕機中，可調整測試溫度及相對濕度，測試後 可觀察鍍膜層表面是否有變異並測試耐磨性。
恆溫恆濕機
濕氣測試
1. 將測試基材放置於室溫環境中，經過數小時後觀察其鍍膜層表面是否 有變異，此項耐久性測試是最簡易之方法。
光学镀膜工艺流程
光学镀膜工艺流程光学镀膜是一种常用的表面处理技术，通过在待处理物体的表面上涂覆一层薄膜，以改变其光学性能。
光学镀膜广泛应用于光学器件、光学仪器、显示器、摄像头等领域。
下面将详细介绍光学镀膜的工艺流程。
一、清洗和去污光学镀膜的第一步是对待处理物体进行清洗和去污。
这是确保薄膜附着在物体表面均匀且牢固的关键步骤。
清洗可以使用溶剂、酸碱等化学方法，也可以采用超声波、蒸汽等物理方法。
清洗的目的是除去物体表面的油脂、灰尘等杂质，保证薄膜附着的质量。
二、基底材料准备在进行光学镀膜之前，需要对基底材料进行准备。
这包括基底材料的选择和表面处理。
基底材料的选择应根据具体应用需求来确定，常见的基底材料有玻璃、塑料、金属等。
表面处理的目的是增加基底材料与薄膜之间的附着力，常用的表面处理方法有机械打磨、离子轰击等。
三、薄膜材料选择薄膜材料的选择是光学镀膜的关键一步。
薄膜材料的选择应根据所需的光学性能来确定。
常见的薄膜材料有二氧化硅、氧化铝、氧化锌等。
选择合适的薄膜材料可以实现对光的反射、透射、吸收等特四、真空镀膜真空镀膜是光学镀膜的核心步骤。
在真空条件下，将薄膜材料加热至蒸发温度，使其蒸发并沉积在基底材料表面，形成薄膜。
真空镀膜可以采用蒸发法、溅射法等不同的方法。
蒸发法是将薄膜材料放置在加热源上，加热至蒸发温度后，薄膜材料蒸发并沉积在基底材料表面。
溅射法是利用高能离子轰击薄膜材料，使其蒸发并沉积在基底材料表面。
五、薄膜结构设计薄膜结构的设计是光学镀膜的关键一步。
通过调整薄膜材料的种类和厚度，可以实现对光的反射、透射、吸收等特性的调控。
常见的薄膜结构有单层膜、多层膜、全反射膜等。
多层膜是将多种薄膜材料交替沉积在基底材料表面，形成复合的薄膜结构。
全反射膜是利用多层膜的干涉效应，使得光在薄膜表面发生全反射。
六、薄膜性能检测薄膜性能的检测是光学镀膜的最后一步。
通过对薄膜的光学性能进行检测，可以验证镀膜效果是否符合要求。
常见的薄膜性能检测方法有透射率测试、反射率测试、硬度测试等。
光学镜片材料及其镀膜技术一
光学镜片材料及其镀膜技术一光学镜片材料及其镀膜技术一(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:本部分设定了隐藏,您已回复过了,以下是隐藏的内容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。
1、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-descarteslaw)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:sini=nsinr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。
光学镀工艺流程
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镀膜光学镜片加工工艺
目录光学冷加工工序----------------------------------------2 玻璃镜片抛光工艺--------------------------------------3 镜片抛光----------------------------------------------4 光学冷加工工艺资料的详细描述--------------------------5 模具机械抛光基本程序（对比）--------------------------7 金刚砂 -----------------------------------------------8 光学清洗工艺-----------------------------------------10 镀膜过程中喷点、潮斑(花斑)的成因及消除方法------------12 光学镜片的超声波清洗技术-----------------------------14 研磨或抛光对光学镜片腐蚀的影响-----------------------17 抛光常见疵病产生原因及克服方法-----------------------23 光学冷却液在光学加工中的作用-------------------------25光学冷加工工序第1道：铣磨,是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质,(约0.05-0.08)起到成型作用.第2道就是精磨工序,是将铣磨出来的镜片将其的破坏层给消除掉,固定R值.第3道就是抛光工序,是将精磨镜片在一次抛光,这道工序主要是把外观做的更好。
第4道就是清洗,是将抛光过后的镜片将起表面的抛光粉清洗干净.防止压克.第5道就是磨边,是将原有镜片外径将其磨削到指定外径。
第6道就是镀膜,是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜第7道就是涂墨,是将有需要镜片防止反光在其外袁涂上一层黑墨.第8道就是胶合,是将有2个R值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合. 特殊工序:多片加工(成盘加工)和小球面加工(20跟轴)线切割根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。
光学镀膜工艺指导
光学镀膜设备简介
2-1-4-2镀膜机的膜厚监控仪器 被应用在镀膜机膜厚监控上的仪器有三种： 光学 监控,石英监控,时间监控 ，而我们常见的只有两种： 光学监控和石英监控。 2-1-4-2-1光学监控：直接在镀膜机内安装 一台光谱仪,直接量测监控片。当监控片某些光学 特性符合时,代表膜层厚度已经到达。镀膜机停止 镀膜,完成一层的膜层产制。当下一个膜层开始镀 制时,使用一个新的监控片。因此一台镀膜机可以 镀多少层的产品,原则上取决于监控片的容纳数量， 适用于蒸镀多层介质膜。
光学镀膜 AR coating工艺指导
熒茂科技有限公司
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工程一部
工艺简介目录
1-光学镀膜原理 2-光学镀膜设备简介 3-镀膜靶材介绍 4-ARcoating 原理 5-ARcoating的设计方法
.
ห้องสมุดไป่ตู้学镀膜原理
1-1光学镀膜之真空镀膜：
1-1-1真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀 膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE 分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要有两类分成蒸 发和溅射两种。 需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材或药材。 基片与靶材同在真空腔中。 1-1-2蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离 子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散 点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。 1-1-3对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能 激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来， 并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。
光学镀膜设备简介
2-1-2-1-1电子枪加热优点和缺点 优点：经设计旋转式坩埚机制,可以蒸镀不同靶材材料的多层膜膜层。 可适当微调电子束轰击位置, 大幅提高膜层厚度的均匀性，可蒸发 高熔点的材料。 缺点：电子枪需要大量的电能消耗,因为需要使用10000~15000 伏特的电压持续数个小时,导致电子枪蒸镀系统,所耗的能量高于其 它方法。
光学镀膜制备工艺技术规程
光学镀膜制备工艺技术规程光学镀膜制备工艺技术规程一、目的为了确保光学镀膜制备的质量和效果，规范工艺流程，提高生产效率，特制定此技术规程。
二、适用范围本规程适用于光学镀膜的制备工艺过程。
三、工艺流程1. 优化基材处理：首先对待镀膜基材进行清洗，去除表面油污和杂物，然后进行化学处理，例如酸洗、碱洗等，以保证基材表面的洁净度和平整度。
2. 脱蜡处理：将处理过的基材浸泡在脱蜡溶液中，使蜡状物质从基材表面彻底去除，提高镀膜附着力。
3. 基膜制备：将基材放置于真空腔内，通过热蒸发或溅射等方法，制备出具有特定光学性质的基膜。
4. 多层膜制备：根据需要，通过多次重复基膜制备的过程，在基膜上反复镀膜，形成多层膜结构。
每一次镀膜都应根据设计要求进行参数调整。
5. 镀膜修饰：在完成基本的多层镀膜结构后，进行必要的镀膜修饰，包括抛光、电镀、激光打孔等。
修饰过程应根据产品使用要求进行。
6. 检测与质量控制：在各个制备过程中，应进行相应的检测和质量控制，包括基材处理前后的表面洁净度检测、镀膜的光谱特性检测、膜厚的测量等。
7. 包装和验收：制备完成的光学镀膜产品应进行包装，并经过验收合格后，方可出厂。
四、工艺要求1. 使用优质的原材料，确保镀膜的质量和稳定性。
2. 严格控制每一步骤的工艺参数，避免因参数偏差导致的镀膜质量问题。
3. 做好镀膜的质量记录，方便追溯和问题分析。
4. 加强仪器设备的维护和保养，确保设备的稳定性和可靠性。
5. 检测和质量控制工作要求严格，避免次品流入市场。
6. 操作人员要持证上岗，经过培训和考核合格后方可操作。
五、安全措施1. 在酸洗、碱洗等化学处理过程中，操作人员应佩戴化学防护服和防护手套，避免直接接触化学品。
2. 真空腔内的操作人员应戴上呼吸器，在保证安全的前提下进行操作。
3. 定期检测和维护设备，确保设备的运行安全。
4. 做好镀膜过程中的废物处理，避免对环境造成污染。
六、总结本规程依据光学镀膜制备工艺的实际情况，对工艺流程和要求进行了明确规定，对操作人员的安全和产品的质量都起到了重要的指导作用。
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光学镀膜设备简介
2-1-2-1-1电子枪加热优点和缺点 优点：经设计旋转式坩埚机制,可以蒸镀不同靶材材料的多层膜膜层。 可适当微调电子束轰击位置, 大幅提高膜层厚度的均匀性，可蒸发 高熔点的材料。
缺点：电子枪需要大量的电能消耗,因为需要使用10000~15000 伏特的电压持续数个小时,导致电子枪蒸镀系统,所耗的能量高于其 它方法。
光学镀膜设备简介
2-1-2-2阻蒸系统
阻蒸原理是使用电极通过高电流加热 钨舟或钨丝……，使其加热到欲蒸镀 靶材的蒸发温度，靶材将徐徐蒸發， 靶材蒸发而后冷却，凝結于基材上面 形成膜层。 阻蒸优点：蒸镀膜层较厚的金属膜 速率比电子枪要高，电阻式蒸镀机设 备价格便宜,构造简单容易维护 。 缺点：热阻式蒸镀比较适合金属材料 的靶材,光学镀膜常用的介电质 (dielectric)材料,因为氧化物所需熔 点温度更高,大部分都无法使用电阻 式加温来蒸发。蒸镀的膜层硬度比较 差,密度比较低 。
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1-光学镀膜原理 2-光学镀膜设备简介 3-镀膜靶材介绍 4-ARcoating 原理 5-ARcoating的设计方法
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光学镀膜原理
1-1光学镀膜之真空镀膜：
1-1-1真空镀膜主要指一类需要在较高真空度下进行的镀 膜，具体包括很多种类，包括真空离子蒸发，磁控溅射，MBE 分子束外延，PLD激光溅射沉积等很多种。主要有两类分成蒸 发和溅射两种。 需要镀膜的被成为基片，镀的材料被成为靶材或药材。 基片与靶材同在真空腔中。
体至低真空状态- 760~1 torr， 随着罗茨帮浦(F辅助帮浦)打开， 两组帮浦同时抽气至中真空1~10-3 torr，系统中设定一个中真空转高 真空的真空值，待中真空达到设定值时， 将会有个转换高真空的过程，关闭底阀， （DP）扩散帮浦会自动打开，高阀开启 三组帮浦同时抽气将达到所需要的高真空度： 高真空度(high) 10-4~10-7 torr。
光学镀膜原理
1-1-6真空度的分解
真空度大概被分成四个阶层： 粗真空度(Rough)760~1 torr, 中真空度(medium)1~10-3 torr. 高真空度(high) 10-3 ~10-7 torr . 超高真空度(ultra high) 10-7 torr~以上.
光学镀膜原理
1-2为什么需要真空呢?
光学镀膜设备简介
2-1-3腔体的构造 腔体是由腔门，主腔体，公转，伞架部分组成。
腔体整体结构
腔门 伞架
公转Байду номын сангаас
光学镀膜设备简介
2-1-3-1公转的用途
公转装置于腔体内部镀膜中联动伞架的旋转治具：旋转模式有 很多种,公转，公自转比较常见,但是并没有哪一种旋转模式是 最好的,必须搭配蒸镀方式,靶材种类,工件形状来考虑公转的模 式，便用于伞架的放置，使基材得到均匀镀膜。
光学镀膜设备简介
2-1-2蒸镀源 蒸镀源指加热靶材使其达到离子状蒸发至基材表 面的设备，分电子枪式和阻蒸式。
2-1-2-1电子枪系统 由磁场的协助产生电子束可以转弯 180度或270度。 电子能量可达5,000 eV至30,000 eV，产生电子束的电子枪可产生高 达1,200 KW的能量,会产生高热,因 此可以造成局部非常高的温度蒸发 靶材。
1-1-2蒸发镀膜一般是加热靶材使表面组分以原子团或离 子形式被蒸发出来，并且沉降在基片表面，通过成膜过程（散 点－岛状结构-迷走结构-层状生长）形成薄膜。
1-1-3对于溅射类镀膜，可以简单理解为利用电子或高能 激光轰击靶材，并使表面组分以原子团或离子形式被溅射出来， 并且最终沉积在基片表面，经历成膜过程，最终形成薄膜。
光学镀膜原理
1-1-5真空系统
一个真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一 是抽气系统。真空腔体是一个密闭空间,当抽气 系统抽离腔体空气时,腔体必须保持密封,不能 让外界的空气渗入。又由于真空度要求高,抽气 系统的帮浦,抽气能力必须很强。目前最先进的 真空设备,配备了冷冻帮浦(polycoid)和油扩散 式帮浦串联,可以得到 10-7 torr真空度。不过 在薄膜沉积的过程,部份的制程还需要导入一些 气体和电子枪或者离子枪做反应,因此10-4 ~10-7的真空度,对一般光学镀膜来说已经足够。
光学镀膜原理
1-1-4物理气相沉积技术
这个方法主要应用热升华或原子溅射的方法在 基板上沉积薄膜,它主要有三个过程
1-1-4-1 将钯材固态材料加热升华到气态。
1-1-4-2将气态的原子,分子,或离子加速通 过一个高度真空的空间,到达附着的基板表面。
1-1-4-3将钯材材料在欲镀面的表面沉积形 成薄膜。
主要是因为靶材材料都被升华成原子或分子状态的粒子, 被加速经过一个空间后到达基板的表面,原子或分子其 实是很轻的粒子,如果腔体空间中充满了空气分子,靶材 粒子将在腔体中不断的被空气分子碰撞,行进路线会偏 离预设的方向,而导致靶材无法沉积在基板上,当然就不 可能生成薄膜了。而且腔体中充满的空气,也会导致膜 质不纯,含有空气分子,会使得光学功能大打折扣。一个 真空系统包含了两部份:一是真空腔体,一是抽气系统。 真空腔体是一个密闭空间,当抽气系统抽离腔体空气时, 腔体必须保持密封,不能让外界的空气渗入。
光学镀膜设备简介
2-1-2-1-2坩埚 ：坩埚是盛放靶材 的容器，而且耐高温,坩埚本身不能被高温蒸发 以免污染腔体及膜质。所以坩埚都是使用热传 导性好的材料,如铜cu,钼Mo等，根据不同的靶 材来选择不同材质的坩埚。一个介电质的多层 膜产品,大都使用两种(高折射率,低折射率)靶材, 膜层数从2-50层不等。因此一个镀膜制程中, 好几个坩埚必须以药材区分摆放在一起连成一 个系统,在制程中可以循环的转换。
光学镀膜设备简介
2-1真空蒸镀设备结构
真空蒸镀设备结构由六大 部分组成
2-1-1真空帮浦。 2-1-2蒸镀源。 2-1-3主腔体。 2-1-4监控系统。 2-1-5操作系统。 2-1-6辅助设备。
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光学镀膜设备简介
2-1-1真空帮浦的作用？
作用抽去腔体内气体，使腔体内达到一定高真空的状态。 真空帮浦又分三种（RP）机械帮浦， （BP）罗茨帮浦,（DP）扩散帮浦。 机械帮浦主要抽去腔体内大部分气