CN102332274B - 蓝光dvd、cd光学读取头的反射镜膜系及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种蓝光DVD、CD光学读取头的反射镜膜系，所述反射镜膜系单面镀覆于反射镜的基底上，所述反射镜膜系由33层膜构成，其中，与基底相接触的膜为第一层膜，所述反射镜膜系的奇数层膜为SiO2膜，偶数层膜为TiO2膜。本发明的反射镜膜系，在使用DVD激光头时，镀有该膜系的反射镜高反，对原有光路不影响，而使用405nm蓝光激光头时，镀有该膜系的反射镜又达到使405nm高反的效果。使蓝光和原有DVD光路组合在一起，减少体积，降低成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种蓝光DVD、CD光学读取头的反射镜膜系及其制备方法。
背景技术
405nm、665nm、790nm分别对应于光学读取头蓝光 DVD、 CD三种激光头波长。与传统DVD相比，蓝光DVD需要利用波长较短（405nm）的蓝色激光。现有的蓝光DVD为在传统DVD基础上增加一组蓝光光路，设备系统复杂，而且体积大。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供一种反射镜膜系，在使用DVD激光头时，镀有该膜系的反射镜高反，对原有光路不影响，而使用405nm蓝光激光头时，镀有该膜系的反射镜又达到使405nm高反的效果。使蓝光和原有DVD光路组合在一起，减少体积，降低成本。
本发明提供的蓝光DVD、CD光学读取头的反射镜膜系，单面镀覆于反射镜的基底上，所述反射镜膜系由33层膜构成，其中，与基底相接触的膜为第一层膜，所述反射镜膜系的奇数层膜为TiO2膜，偶数层膜为SiO2膜，所述反射镜膜系各层的光学厚度为：
第一层膜：331nm; 第二层膜：226nm;
第三层膜：208nm; 第四层膜：173nm;
第五层膜：213nm; 第六层膜：176nm;
第七层膜：217nm; 第八层膜：185nm;
第九层膜：178nm; 第十层膜：226nm;
第十一层膜：172nm; 第十二层膜：182nm;
第十三层膜：631nm; 第十四层膜：376nm;
第十五层膜：208nm; 第十六层膜：199nm;
第十七层膜：163nm; 第十八层膜：183nm;
第十九层膜：227nm; 第二十层膜：153nm;
第二十一层膜：225nm; 第二十二层膜：140nm;
第二十三层膜：268nm; 第二十四层膜：131nm;
第二十五层膜：279nm； 第二十六层膜：122nm;
第二十七层膜：461nm； 第二十八层膜：137nm;
第二十九层膜：101nm； 第三十层膜：335nm;
第三十一层膜：99nm; 第三十二层膜：146nm;
第三十三层膜：83nm。
优选地，所述反射镜的基底为B270。
上述的反射镜膜系的制备方法为：所述膜系的各层膜通过真空蒸镀单面镀覆在所述反射镜的基底上。
优选地，上述的制备方法，包括以下步骤：
1）清洗基底；
2）计算所述反射镜膜系各层膜的物理厚度；
3）将步骤1）所得的基底放入高真空镀膜设备中，抽真空，加热基底至280~300℃，保温，启动离子源设备清洗基底；
4）以电子束蒸发源蒸镀，使所述反射镜膜系的各层膜以物理厚度依次镀覆于所述反射镜基底的一面上。
优选地，步骤4）所述电子束蒸发源蒸镀SiO2膜时，真空度为3×10-3 Pa，沉积速率为0.7nm/s；所述电子束蒸发源蒸镀TiO2膜时，真空度为2×10-2Pa，沉积速率为0.3nm/s。
本发明通过设计镀制这种膜系，有效的简化了光学系统，减少仪器的体积和重量。本发明设计的膜系是使用角度45°：在蓝光405nm高反，DVD665nm CD790nm波段高反。通过本发明选用的工艺，偏光S光和P光的反射率能达到97%以上，本发明工艺简单，重复性好。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
本发明的蓝光DVD、CD光学读取头的反射镜膜系，所述反射镜膜系单面镀覆于反射镜的基底上，所述反射镜膜系由33层膜构成，其中，与基底相接触的膜为第一层膜，所述反射镜膜系的奇数层膜为TiO2膜，偶数层膜为SiO2膜，所述反射镜膜系各层的光学厚度为：
第一层膜：331nm; 第二层膜：226nm;
第三层膜：208nm; 第四层膜：173nm;
第五层膜：213nm; 第六层膜：176nm;
第七层膜：217nm; 第八层膜：185nm;
第九层膜：178nm; 第十层膜：226nm;
第十一层膜：172nm; 第十二层膜：182nm;
第十三层膜：631nm; 第十四层膜：376nm;
第十五层膜：208nm; 第十六层膜：199nm;
第十七层膜：163nm; 第十八层膜：183nm;
第十九层膜：227nm; 第二十层膜：153nm;
第二十一层膜：225nm; 第二十二层膜：140nm;
第二十三层膜：268nm; 第二十四层膜：131nm;
第二十五层膜：279nm； 第二十六层膜：122nm;
第二十七层膜：461nm； 第二十八层膜：137nm;
第二十九层膜：101nm； 第三十层膜：335nm;
第三十一层膜：99nm; 第三十二层膜：146nm;
第三十三层膜：83nm。
光线45入射时，镀覆有本发明膜系的反射镜，在蓝光405nm高反，DVD 665nm ，CD 790nm波段高反。所谓高反指反射率95%以上。
反射镜膜系的制备方法，包括以下步骤：
1）清洗基底；
2）计算所述反射镜膜系各层膜的物理厚度，物理厚度=光学厚度/材料折射率，本发明中SiO2的折射率为1.45，TiO2的折射率为2.25；
3）将步骤1）所得的基底放入高真空镀膜设备中，抽真空，加热基底至280~300℃，保温，启动离子源设备清洗基底；
4）以电子束蒸发源蒸镀，使所述反射镜膜系的各层膜以物理厚度依次镀覆于所述反射镜基底的其中一面上。
步骤4）中，所述电子束蒸发源蒸镀SiO2膜时，真空度为3×10-3 Pa，沉积速率为0.7nm/s；所述电子束蒸发源蒸镀TiO2膜时，真空度为2×10-2Pa，沉积速率为0.3nm/s。
本发明的优点是：①采用多层非规整膜系，镀制的膜层在蓝光405nm反射高，位相差在10°以内，CD-DVD波段反射率高，带宽宽；②采用离子源清洁基底表面，镀制的膜层结合力好，光学特性优；③镀膜过程中，被镀零件随夹具一起转动，镀制的零件均匀性好；④本发明设计的膜系使用角度45°：在蓝光405nm高反，DVD665nm，CD790nm波段高反。
具体实施例如下：
本发明的反射镜膜系的制备方法，具体的工艺过程如下：
1.准备工作
①清洁真空室、镀膜夹具、遮药挡板及离子源网栅；
②分别将两种膜料填装至要求的坩埚内；
③更换石英晶振片；
④编制镀膜程序。
2.清洁零件
①采用超声波清洗B270基底光学零件表面；
②装入专用工装夹具并尽可能快的装入真空室内。
3.镀制膜层
关闭真空室门，启动镀膜程序开始镀膜，工作步骤如下：
1.启动抽气系统，真空室内气体不断排出，当真空度达到1×10-2Pa时，开启加热烘烤设备；
2.烘烤基底，将被镀零件放入夹具上放入高真空镀膜设备中，未镀AR膜面向下，抽真空为1×10-2Pa时，加热基底至280-300℃，保温1小时，启动离子源设备清洗基底300秒，关掉离子源；
3.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度331nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为147nm； 4.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度266nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为183nm；
5.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度208nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为93nm；
6.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度173 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为119nm；
7.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度213 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为95nm；
8.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度176 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为121nm；
9.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度217 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为96nm；
10.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度185 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为127nm；
11.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度178nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制厚度为79nm；
12.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度226nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为155nm；
13.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度172nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为76nm；
14.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度182nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为125nm；
15.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度631nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为281nm；
16.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度376nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为259nm；
17.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度208nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为92nm；
18.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度199nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为137nm；
19.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度163 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为73nm；
20.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度183 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为126nm；
21.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度227 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为101nm；
22.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度153 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为105nm；
23.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度225 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为100nm； 24.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度140 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为96nm；
25.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度268 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为119nm；
26.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度131nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为90nm；
27.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度279nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为124nm；
28.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度122nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为84nm；
29.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度461nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为205nm；
30.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度137 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为94nm；
31.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度101 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为45nm；
32.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度335nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为231nm；
33.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s,控制光学厚度99 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为44nm；
34.镀制SiO2膜，SiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时真空度为3×10-3Pa,沉积速率0.7nm/s,控制光学厚度146nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，SiO2折射率为1.45时，膜厚仪控制物理厚度为100nm；
35.镀制TiO2膜，TiO2膜料由电子束蒸发源蒸镀，蒸镀时冲氧后真空度为2×10-2Pa,沉积速率0.3nm/s，控制光学厚度83 nm，由石英晶体膜厚控制仪控制，工具因子为1，TiO2折射率为2.25时，膜厚仪控制物理厚度为37nm；
36.真空室冷却至60℃以下取出镀制好的光学零件。
采用以上方法镀制好膜层的光学零件各项性能指标均满足要求，在光线45°入射下测试，在蓝光405nm高反，DVD665nm，CD790nm波段高反，所要求的反射率均在97%以上。
本发明的反射镜膜系在高温储存；低温储存；高温高湿；热冲击实验后，光学性能满足高反，无外观不良。膜层的附着力和环境适应性均满足光学薄膜国家军用标准GJB2485-95规定的要求。
以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
Claims (5)
1.一种蓝光DVD、CD光学读取头的反射镜膜系，其特征在于，所述反射镜膜系单面镀覆于反射镜的基底上，所述反射镜膜系由33层膜构成，其中，与基底相接触的膜为第一层膜，所述反射镜膜系的奇数层膜为TiO2膜，偶数层膜为SiO2膜，所述反射镜膜系各层的光学厚度为：
第一层膜：331nm; 第二层膜：226nm;
第三层膜：208nm; 第四层膜：173nm;
第五层膜：213nm; 第六层膜：176nm;
第七层膜：217nm; 第八层膜：185nm;
第九层膜：178nm; 第十层膜：226nm;
第十一层膜：172nm; 第十二层膜：182nm;
第十三层膜：631nm; 第十四层膜：376nm;
第十五层膜：208nm; 第十六层膜：199nm;
第十七层膜：163nm; 第十八层膜：183nm;
第十九层膜：227nm; 第二十层膜：153nm;
第二十一层膜：225nm; 第二十二层膜：140nm;
第二十三层膜：268nm; 第二十四层膜：131nm;
第二十五层膜：279nm； 第二十六层膜：122nm;
第二十七层膜：461nm； 第二十八层膜：137nm;
第二十九层膜：101nm； 第三十层膜：335nm;
第三十一层膜：99nm; 第三十二层膜：146nm;
第三十三层膜：83nm。
2.根据权利要求1所述的反射镜膜系，其特征在于，所述反射镜的基底为B270。
3.权利要求1~2任一项所述的反射镜膜系的制备方法，其特征在于，所述膜系的各层膜通过真空蒸镀单面镀覆在所述反射镜的基底上。
4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
1）清洗基底；
2）计算所述反射镜膜系各层膜的物理厚度；
3）将步骤1）所得的基底放入高真空镀膜设备中，抽真空，加热基底至280~300℃，保温，启动离子源设备清洗基底；
4）以电子束蒸发源蒸镀，使所述反射镜膜系的各层膜以物理厚度依次镀覆于所述反射镜基底的一面上。
5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤4）所述电子束蒸发源蒸镀SiO2膜时，真空度为3×10-3 Pa，沉积速率为0.7nm/s；所述电子束蒸发源蒸镀TiO2膜时，真空度为2×10-2Pa，沉积速率为0.3nm/s。
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| CN102332274A (zh) | 2012-01-25 |
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