光学薄膜的专业术语

2020-11-20

堆积密度

堆积密度P是指薄膜密度pf与同成份的块状材料密度pb之比而言,其值与膜的微观结构有关系。堆积密度与镀膜后折射率的稳定性有很大关系,堆积密度过小,则易被环境影响,例如会吸收水汽,而改变了折射率,甚至改变了化学成份,以下对堆积密度做个说明。

 

一般来讲,增加Ts可使得P值升高,在蒸镀过程中利用电子,离子及紫外线的撞击与照射有助于P值的提高,这些都是由于提高蒸镀原子的动能所致。

 

机械性质,硬度,附着力

薄膜应有良好的机械性质,因为使用中难免要擦拭。有些膜性较软,如硫化物,氟化物(基板加热的

MgF2膜除外),经不起擦拭,这是需要多镀一层保护膜,如氧化膜。金属膜一般说来也属软膜,亦需要加镀一层保护膜,例如在有Al,Au或Ag做成的反射镜上镀一层SiO2或MgF2或Al2O3来保护。有时可在基板上先预镀一层附着力较强的膜以增加附着力。例如氧化膜及MgF2于玻璃之附着力很好,ZnS与Ge基板附着力更好,都可用来当亲底膜。

 

光学薄膜的应力

膜层的应力会影响到它的牢固性。膜的应力分为两种,一种是膜本身结构造成,成为内应力,当膜成长中越长膜越厚堆积密度越小则呈现张应力。当堆积密度越来越大时呈现压应力。

 

另一种是热应力,即冷却后因薄膜与基板的膨胀系数不同而收缩程度不同,于是造成应力,尤其多层膜的问题更大。为使总应力减低,一般可取一层张应力,一层是压应力交互加叠(ZnS与Na3AlF6 搭配制多层膜为一常见的例子)。且两种材料的热膨胀系数接近,此方法是可使总应力降低到最小。但有时并非如此。一般镀后的退火,也有助于应力的降低。

 

一般的应力在膜层初长时为最高,随着镀膜加厚才渐渐降低。因此第一层膜与材料基板的匹配甚为重要。其结构,成份及其膨胀系数最好能与基板接近。