CN106199801A - 一种40g100g 滤光片薄膜镀制方法 - Google Patents

一种40g100g 滤光片薄膜镀制方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种40G100G滤光片薄膜镀制方法，包括以下步骤：①基片预处理：对玻璃板进行研磨，形成0.55mm的玻璃基片；②清洗并烘干；③镀膜：在所述玻璃基片的单侧或两侧利用蒸发镀膜机进行蒸发镀膜，新型膜系结构为：nHLnHLnHL 2nH LnHLnHLnH L，其中，n为膜系结构的匹配系数，H为五氧化二钽介质层，L为二氧化硅介质层。由于采用上述的镀膜工艺，制成的滤光片具有以下特点：改善了产品面形度；提高了产品良率；通带矩形度性能得到提高：产品光学性能的通带矩形度性能得到提高；光入射角的敏感度性能得到提高：产品的光入射角敏感度降低，由原来的5.6 nm/°降低到现在的<4nm/°。

Description

一种40G100G滤光片薄膜镀制方法
技术领域
本发明涉及一种滤光片薄膜镀制方法，具体是一种40G100G 滤光片薄膜镀制方法。
背景技术
现有的滤光片薄膜镀制方法中，在进行镀膜基板预处理时，考虑该类型产品镀膜膜厚度很大，膜层应力大，应力会引发产品面型发生变化，常规用厚玻璃（10mm）来做基板玻璃，先将一面进行膜镀膜，这样可以保证基板不变形，再通过冷加工工艺减薄到0.55mm，
上述工艺存在的缺陷是：镀膜产品的两面平行度较差，面型较差，平行度只能做到0.1，面型只能做到1λ至1.8λ。
在进行膜层应力控制时，膜层应力依靠控制镀膜温度和退火工艺来控制膜层应力，这种方式下，可以控制膜层热应力，但对膜系的内应力不能很好的控制。炉膛内温度控制靠温控仪通过PID调节方式来控温，受镀膜过程中离子源和电子枪热辐射的影响，温度波动较大，控制精度只能达到X±20度温度。
在膜系结构方面，常规设计使用 （HL）^n的结构或者 (HLHLHL 2H LHLHLH L)^n的结构，此类型结构下的膜系角度敏感性高，入射角度变化±1度，产品波长会偏移6nm，极大影响使用性能，角度敏感性大，导致产品从T=10%到90%的过渡带比较大，产品光学性能的通带矩形较差，透过率10%-90%过渡带2.58nm，矩形度69%，导致镀膜良率较低，导致产品成本高，在市场上没有竞争力，旧工艺下每炉产出5000PCS滤光片，核算良率30-40%。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种能改善产品面形度、能提高光入射角的敏感度性能的40G100G 滤光片薄膜镀制方法。
为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：
一种40G100G 滤光片薄膜镀制方法，包括以下步骤：
①基片预处理：对玻璃板进行研磨，形成0.55mm的玻璃基片；
②清洗并烘干：对玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗，并使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
③镀膜：在所述玻璃基片的单侧或两侧利用蒸发镀膜机进行蒸发镀膜，并在蒸发过程中使用离子源发出的离子来轰击膜层材料的气体分子，通过沉淀得到具有新型膜系结构的滤光片，所述的新型膜系结构为：nHLnHLnHL 2nH LnHLnHLnH L，其中，n为膜系结构的匹配系数，H为五氧化二钽介质层，L为二氧化硅介质层。
进一步地，所述步骤③中，在镀制五氧化二钽介质层或二氧化硅介质层完成后，还要依次经过退火处理和老化处理，退火处理的时间为1小时，并采用自然降温，老化处理的时间为1小时，通过若干次反复的快速降温和升温，对膜质进行老化处理，稳定膜质。
进一步地，所述步骤③中，在镀制五氧化二钽介质层时，淀积气压为5.0E-4Pa，淀积速率为0.25～0.28nm/s；在镀制二氧化硅介质层时，淀积气压为3.0E-4Pa，淀积速率为0.6～0.75nm/s。
进一步地，所述步骤③中，所述离子源的功率为3.0～3.5KW。
进一步地，所述步骤③中，所述蒸发镀膜机中，位于蒸发镀膜区域的挡板采用水冷式挡板，利用水冷式挡板来调控蒸发镀膜区域的温度，使蒸发镀膜区域的镀膜温度控制在200±5℃的范围。
本发明的有益效果：由于采用上述的镀膜工艺，制成的滤光片具有以下特点：
1、改善产品面形度：应力得到极大降低，产品的面形度提高到：1/4λ；
2、提高产品良率：单炉的产品产出由原来的5000PCS调高到9500PCS；
3、通带矩形度性能得到提高：产品光学性能的通带矩形度性能得到提高，由原来的69%提高了现在的78%；
4、光入射角的敏感度性能得到提高：产品的光入射角敏感度降低，由原来的5.6 nm/°降低到现在的<4nm/°。
具体实施方式
一种40G100G 滤光片薄膜镀制方法，包括以下步骤：
①基片预处理：通过冷加工对玻璃板进行研磨，形成0.55mm的玻璃基片，这样可以保证非常好的两面平行度和表面精度。预先根据理论模型计算的应力大小和实验数据分许的应力大小和产品面型变化，对基片研磨抛光面型做控制。
②清洗并烘干：对玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗，并使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
③镀膜：在所述玻璃基片的单侧或两侧利用蒸发镀膜机进行蒸发镀膜，并在蒸发过程中使用离子源发出的离子来轰击膜层材料的气体分子，通过沉淀得到具有新型膜系结构的滤光片，所述的新型膜系结构为：nHLnHLnHL 2nH LnHLnHLnH L，其中，n为膜系结构的匹配系数，H为五氧化二钽介质层，L为二氧化硅介质层。
在镀制五氧化二钽介质层或二氧化硅介质层完成后，还要依次经过退火处理和老化处理，退火处理的时间为1小时，并采用自然降温，老化处理的时间为1小时，通过若干次反复的快速降温和升温，对膜质进行老化处理，稳定膜质。
通过优化淀积速率，来控制五氧化二钽介质层的折射率，通过优化五氧化二钽介质层的折射率，来降低成品滤光片的角度敏感度，从而将滤光片大角度下的角度敏感度降低到<4nm/°。在镀制五氧化二钽介质层时，淀积气压为5.0E-4Pa，淀积速率为0.28nm/s，在离子源的功率为3.5KW的工况下，当淀积速率为0.28nm/s时，五氧化二钽介质层的折射率稳定在2.06±0.5，使得生产的滤光片的通带矩形度稳定在78%+/-3%以内；在镀制二氧化硅介质层时，淀积气压为3.0E-4Pa，淀积速率为0.75nm/s，此时，二氧化硅介质层的折射率稳定在1.46±0.2。并同时采用nHlnHlnHl 2nH LnHLnHlnH L的膜系结构，使用这种新的设计方法，在新生产工艺下，角度敏感性由原来的5.6 nm/°减少到3.6±0.2 nm/°。
另外，通过调整离子源的强度，由原来离子源功率4.5KW降低到3.5KW，来减少因离子轰击造成的膜层内应力；降低被镀制的玻璃衬底在镀膜过程因为热应力效应而发生形变，离子轰击强度越大，膜层越致密导致膜层内应力大，膜层应力大导致基片因应力产生形变，降低产品面型精度。
所述蒸发镀膜机中，位于蒸发镀膜区域（炉膛内）的挡板采用水冷式挡板，对炉膛四壁机百叶窗进行水冷，降低镀膜过程中电子枪和离子源产生的热量反射到产品上，有水冷的挡板会吸收炉膛内部的热辐射，通过水冷式挡板来调控蒸发镀膜区域的温度，使蒸发镀膜区域的镀膜温度控制在200±5℃的范围。
以上所述是本发明的优选实施方式而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，都不脱离本发明技术方案的保护范围。

Claims (5)

1.一种40G100G 滤光片薄膜镀制方法，其特征在于：包括以下步骤：
①基片预处理：对玻璃板进行研磨，形成0.55mm的玻璃基片；
②清洗并烘干：对玻璃基片放入纯水中浸泡，并使用超声波进行振荡清洗，并使用风干的方式对清洗后的玻璃基片进行干燥；
③镀膜：在所述玻璃基片的单侧或两侧利用蒸发镀膜机进行蒸发镀膜，并在蒸发过程中使用离子源发出的离子来轰击膜层材料的气体分子，通过沉淀得到具有新型膜系结构的滤光片，所述的新型膜系结构为：nHLnHLnHL 2nH LnHLnHLnH L，其中，n为膜系结构的匹配系数，H为五氧化二钽介质层，L为二氧化硅介质层。
2.根据权利要求1所述的40G100G 滤光片薄膜镀制方法，其特征在于：所述步骤③中，在镀制五氧化二钽介质层或二氧化硅介质层完成后，还要依次经过退火处理和老化处理，退火处理的时间为1小时，并采用自然降温，老化处理的时间为1小时，通过若干次反复的快速降温和升温，对膜质进行老化处理，稳定膜质。
3.根据权利要求1所述的40G100G 滤光片薄膜镀制方法，其特征在于：所述步骤③中，在镀制五氧化二钽介质层时，淀积气压为5.0E-4Pa，淀积速率为0.25～0.28nm/s；在镀制二氧化硅介质层时，淀积气压为3.0E-4Pa，淀积速率为0.6～0.75nm/s。
4.根据权利要求1所述的40G100G 滤光片薄膜镀制方法，其特征在于：所述步骤③中，所述离子源的功率为3.0～3.5KW。
5.根据权利要求1所述的40G100G 滤光片薄膜镀制方法，其特征在于：所述步骤③中，所述蒸发镀膜机中，位于蒸发镀膜区域的挡板采用水冷式挡板，利用水冷式挡板来调控蒸发镀膜区域的温度，使蒸发镀膜区域的镀膜温度控制在200±5℃的范围。
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