CN2472191Y - 内反射双光束膜厚监控装置 - Google Patents
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Abstract
内反射双光束膜厚监控装置,是用来监控镀膜过程中光学薄膜厚度的装置,它是由等相位差调制器、监控光纤、参考光纤、监控片及防污染罩等部件组成,光经过调制器和光纤缆线后,在监控片内表面反射构成具有等相位差的监控和参考光束。它具有自动消除监控系统和镀膜机窗口在淀积过程中被污染的优点,以及使电子学系统在光电信号处理中易消除各种电、热波动和杂散光干扰。利用这一装置可代替常规使用的反射式和透射式两套系统,且易实施。
Description
本实用新型属于光学薄膜技术领域中的一种膜厚监控装置。
本实用新型之前，在光学薄膜镀制过程中，监控薄膜厚度的装置，一般采用反射或透射式的光学系统，这类系统易使监控片上表面和真空室的窗口等污染，影响膜厚监控精度。因此，人们一直寻求改进这类光学系统和结构。
与本实用新型最为接近的已有技术——膜厚监控装置是美国1972年的专利(United States Patent 3.645.623)掠反射式双光束光学系统。如图1所示：是由电源1、光源2、聚光镜3和4、光栏5、光栏通光孔6和7、平面反射镜8、透镜9、监控基底10、档板11、真空室钟罩12、透镜13、平面反射镜14、接收器15、网栅16、聚光镜17和18、接收器19组成的。
该装置监控的是光学薄膜的几何厚度、不适用监控光学薄膜的光学厚度，掠入射要求监控基底的尺寸很大，一般它本身就是镀膜零件，难于或不能转动，影响膜厚均匀性，需要调整对光，监控光束以85.5度角入射到被镀基片表面上，并以85.5度角掠反射，因此基底的放置位置要求严格调光对位，使用受到限制。
为了克服上述缺点，本实用新型的目的在于消除监控片上表面和真空室窗口的污染及双光束使用一个接收器、提高监控膜厚精度，设计一种新型的内反射双光束膜厚监控装置。
本实用新型的详细内容如图2所示：是由光源20、等相位差调制器21、聚光镜22、23、24、窗口25、监控入射光纤26、参考入射光纤27、监控反射光纤28、参考反射光纤29、连接件30、31、32、监控片33、监控片33的上表面34、监控片33的下表面位于托盘37中心孔上方部位的35、监控片33的下表面被托盘37遮档部位的36、防污染罩38、接收器39、钟罩40、蒸发源41和42组成的。
在光源20的光的传播方向上，依次放置等相位差调制器21、放置三个聚光镜22、23、24和窗口25。监控入射光纤26和监控反射光纤28与窗口25用连接件31和32固连，参考入射光纤27和参考反射光纤29与窗口25用连接件30和31固连，通过监控入射光纤26的监控入射光束聚焦在监控片33的下表面35上，通过参考入射光纤27的参考入射光束聚焦在监控片33的下表面36上(36严格掩蔽)，监控片33放置在托盘37上，防污染罩38的上端固定在钟罩40内壁的适当位置上，下端与托盘37的上表面靠近而不接触，监控光路和参考光路(监控系统)都放置在监控片33、蒸发源41和42的上方，接收器39置于监控光束和参考光束的末端。
工作过程原理说明：光源20发出的光，经等相位差调制器21调制后，由聚光镜22聚焦，通过窗口25进入监控入射光纤26和参考入射光纤27，其中监控入射光束聚焦在监控片33下表面35上，并且由此反射后经过监控反射光纤28、再经过窗口25、聚光镜23通过光纤聚焦在接收器39上，它们构成监控光路；参考入射光束聚焦在监控片33下表面36上(36必须被严格遮挡)，并且由此反射后经过参考反射光纤29、再经过窗口25、聚光镜24通过光纤聚焦在接收器39上，它们构成参考光路。由监控光路、监控片和参考光路构成的内反射双光路膜厚监控系统，接收器39接收的两路光电信号实时相除，得到相对反射率值，再通过计算机给出监控过程中的膜厚变化值。监控系统和防污染罩都置放在蒸发源41和42的上方，它们防止了监控系统被污染，特别是防止了镀膜过程中所不稀望的膜层对监控片上表面34和窗口25的污染。
本实用新型的积极效果：监控光束和参考光束使用同一个接收器实现光电信号准确处理，自动消除了监控光学系统中和镀膜机窗口上来自淀积过程中的污染，排除了各种杂散光的干扰，提高了监控精度并可监控任意光学薄膜厚度或四分之一波长及其整数倍的光学薄膜厚度，还适宜监控减反射膜，高反射膜、分光膜及滤光片等各种膜系，实现一机多能。
附图说明：图1是已有技术的结构示意图，图2是本实用新型的结构示意图，摘要附图亦采用图2。
最佳实施例：采用图2所示的结构，光纤缆线26、27、28、29采用多芯结构，防污染罩38采用0.5-1毫米厚的铝板材，接收器39采用日本产品R955，光源20采用卤素灯。
Claims (1)
1、内反射双光束膜厚监控装置，是由光源、调制器、光学系统、监控片和接收器组成的，其特征在于在光源20的光的传播方向上，依次放置等相位差调制器21、放置三个聚光镜22、23、24和窗口25。监控入射光纤26和监控反射光纤28与窗口25用连接件31和32固连，参考入射光纤27和参考反射光纤29与窗口25用连接件30和31固连，通过监控入射光纤26的监控入射光束聚焦在监控片33的下表面35上，通过参考入射光纤27的参考入射光束聚焦在监控片33的下表面36上(36严格掩蔽)，监控片33放置在托盘37上，防污染罩38的上端固定在钟罩40内壁的适当位置上，下端与托盘37的上表面靠近而不接触，监控光路和参考光路(监控系统)都放置在监控片33、蒸发源41和42的上方，接收器39置于监控光束和参考光束的末端。
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