- •Оптические покрытия
- •Методические указания к лабораторной работе
- •Нанесение просветляющих покрытий на оптическую деталь
- •Специальность 200204
- •1. Основные положения. Введение.
- •1.1 Теоретические сведения.
- •1. 2. Методы нанесения просветляющих покрытий.
- •1.3 Пленкообразующие материалы, применяемые в различных областях спектра.
- •1.4. Технологические факторы и их влияние на физические свойства просветляющих покрытий.
- •2. Практическая часть.
- •2.1. Меры безопасности.
- •3. Контрольные вопросы.
1.3 Пленкообразующие материалы, применяемые в различных областях спектра.
Для получения совершенных просветляющих покрытий методом испарения в вакууме большое значение имеет качество исходных пленкообразующих материалов. Под качеством исходных материалов понимаются их высокая чистота (отсутствие или минимальное содержание примесей) и плотность (минимальное содержание газов).
Для ультрафиолетовой области спектра, начиная от 0.15 - 0.2 мкм выбор материалов для просветляющих покрытий весьма ограничен (табл. 1.1).
Таблица1.1
Материал
|
LiF
|
Na3AlF 6
|
GaF2
|
MgF2
|
BaF2
|
Ho2O3
|
Коротковолно-вая граница прозрачности, мкм
|
0.11
|
0.2
|
0.15
|
0.21
|
0.22
|
0.25
|
ne
|
1.3-1.31
|
1.35
|
1.23 - 1.46
|
1.38
|
1.38 - 1.4
|
2.0
|
Продолжение таблицы 1.1.
Материал
|
Ег203
|
Lu2O3
|
Окись скандия
|
Nd203
|
Окись иттрия
|
Hf2O2
|
Коротковолновая граница прозрачности, мкм
|
0.25
|
0.23
|
0.22
|
0.24
|
0.26
|
0.24
|
ne
|
1.95
|
2.02
|
1.78- 1.96
|
1.77- 1.88
|
1.7- 1.86
|
0.87- 2.0
|
В области >0,23 мкм для многослойных и просветляющих покрытий в качестве материала с высоким показателем преломления (nв) используется двуокись гафния, а материала с низким показателем преломления (nн), двуокись кремния. Так же применяется окись скандия, окись иттрия (nв), двуокись магния (nн).
Для области >0,35 мкм используются двуокись циркония (nв), двуокись титана (nв) и другие оксиды и фториды.
Для видимой области спектра (0,4 -:- 0,73 мкм) используются как перечисленные материалы, так и соединения металлов с серой.
Широкий выбор материалов по показателю преломления для видимой области спектра составляет от 1,3 до 2,4.
В инфракрасной (ИК) области спектра используются те же материалы, что и в ультрафиолетовой и в видимой областях, а так же соединения металлов с селеном и теллуром.
Показатель преломления материалов для ИК области лежит в диапазоне 1,3 -:- 5,3. По оптическим свойствам пригодно к использованию в качестве пленкообразующих материалов не более 50 веществ.
Ограничение в применении материалов определяет их совместимость - отсутствие химических реакций, радиоактивность, сублимация - испарение материалов пленок в условиях их эксплуатации, химическая устойчивость к воде, химическая устойчивость к активным средам, механическая прочность.
Рекомендуемые способы нанесения материалов.
Таблица 1.2 Резистивное испарение.
Обозначение
|
Материал пленки
|
Показатель преломления
|
23 И
|
Na3AlF6
|
1.35
|
24 И
|
MgF
|
1.38
|
41 И
|
SiO2
|
1.45 - 1.46
|
56 И
|
BaF2
|
1.38-1.4
|
18И
|
SrF2
|
1.43
|
97 И
|
YF3
|
1.54-1.56
|
35 И
|
A12O3
|
1.61-1.65
|
96 И
|
CeF3
|
1.63
|
37 И
|
PbF2
|
1.75
|
29 И
|
ZnS
|
2.3
|
39 И
|
ZnSe
|
2.58
|
27 И
|
Sb2S3
|
3
|
122 И
|
AsS3
|
-
|
Таблица 1.3
Электронно-лучевое испарение (ИЭ) и реактивное электронно-лучевое испарение (ИЭо).
Обозначение
|
Материал пленки
|
Показатель преломления
|
24 ИЭ
|
MgF
|
1.38
|
41 ИЭ
|
SiO2
|
1.45 - 1.46
|
97 ИЭ
|
YF3
|
1.54-1.56
|
35 ИЭ
|
А1203
|
1.61-1.65
|
96 ИЭ
|
CeF3
|
1.63
|
121 ИЭ
|
Y203
|
1.7-1.86
|
117 ИЭ
|
Sc2O3
|
1.78-1.96
|
90 ИЭ
|
НfO 2
|
1.87-2.0
|
57 ИЭ
|
ZrO2
|
1.95-2.05
|
94 ИЭ
|
CeO2
|
18-2.4
|
29 ИЭ
|
ZnS
|
2.3
|
88 ИЭ
|
TiO2
|
2.4
|
88 ИЭ0
|
TiO2
|
2.4
|
14 ИЭ
|
Ge
|
4
|
Таблица 1.4
Ионно-лучевое распыление, ионно-плазменное реактивное распыление, ионно-плазменное высокочастотное распыление, ионно- плазменное высокочастотное реактивное распыление (ИП, ИП0, ИПВ, ИПВ0).
Обозначение
|
Материал пленки
|
Показатель преломления
|
12 ИП0 12 ИПВ0
|
Si
|
1.45-1.46
|
41 ИП 41 ИПВ
|
SiO2
|
1.45-1.46
|
19 ИП0 19 ИПВ0
|
НfO2
|
1.87-2.0
|
З6 ИПВо
|
ZrO2
|
1.95-2.05
|
14 ИП0 14 ИПВ0
|
Ta205
|
2.08-2.2
|
88 ИПВ
|
TiO2
|
2.4
|