LT6505B - Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu - Google Patents
Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu Download PDFInfo
- Publication number
- LT6505B LT6505B LT2016089A LT2016089A LT6505B LT 6505 B LT6505 B LT 6505B LT 2016089 A LT2016089 A LT 2016089A LT 2016089 A LT2016089 A LT 2016089A LT 6505 B LT6505 B LT 6505B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- coating
- refractive index
- target material
- layers
- porosity
- Prior art date
Links
- 238000000576 coating method Methods 0.000 title claims abstract description 117
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 title claims abstract description 88
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 44
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 35
- 230000010287 polarization Effects 0.000 claims abstract description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 7
- 239000010410 layer Substances 0.000 claims description 40
- 239000013077 target material Substances 0.000 claims description 29
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 26
- 238000000151 deposition Methods 0.000 claims description 15
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 claims description 14
- 239000011247 coating layer Substances 0.000 claims description 11
- 230000008021 deposition Effects 0.000 claims description 11
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 claims description 8
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical group O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 5
- 229910000449 hafnium oxide Inorganic materials 0.000 claims description 4
- WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N hafnium(4+);oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[Hf+4] WIHZLLGSGQNAGK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 4
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K trifluorolanthanum Chemical compound F[La](F)F BYMUNNMMXKDFEZ-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 4
- 238000001755 magnetron sputter deposition Methods 0.000 claims description 3
- HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N scandium oxide Chemical compound O=[Sc]O[Sc]=O HYXGAEYDKFCVMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 claims description 2
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 claims description 2
- 238000010849 ion bombardment Methods 0.000 claims description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 2
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims 3
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims 2
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Al]O[Al]=O TWNQGVIAIRXVLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims 1
- 229910052746 lanthanum Inorganic materials 0.000 claims 1
- FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N lanthanum atom Chemical compound [La] FZLIPJUXYLNCLC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 claims 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 claims 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 claims 1
- 229910052706 scandium Inorganic materials 0.000 claims 1
- SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N scandium atom Chemical compound [Sc] SIXSYDAISGFNSX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 230000001131 transforming effect Effects 0.000 claims 1
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims 1
- 239000010409 thin film Substances 0.000 abstract description 19
- 238000009501 film coating Methods 0.000 abstract description 14
- 230000004907 flux Effects 0.000 abstract description 3
- 238000004544 sputter deposition Methods 0.000 abstract description 3
- 238000002207 thermal evaporation Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 9
- 230000008859 change Effects 0.000 description 6
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 description 6
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 5
- 238000005755 formation reaction Methods 0.000 description 5
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 5
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 4
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 238000010884 ion-beam technique Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 description 3
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N aluminium oxide Inorganic materials [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 2
- 239000010408 film Substances 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 238000009834 vaporization Methods 0.000 description 2
- 230000008016 vaporization Effects 0.000 description 2
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000004075 alteration Effects 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 238000005282 brightening Methods 0.000 description 1
- 239000008199 coating composition Substances 0.000 description 1
- 238000013461 design Methods 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000005447 environmental material Substances 0.000 description 1
- 238000007306 functionalization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 239000006115 industrial coating Substances 0.000 description 1
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005240 physical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000007493 shaping process Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000699 topical effect Effects 0.000 description 1
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/35—Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/225—Oblique incidence of vaporised material on substrate
- C23C14/226—Oblique incidence of vaporised material on substrate in order to form films with columnar structure
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/0694—Halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/08—Oxides
- C23C14/081—Oxides of aluminium, magnesium or beryllium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
- C23C14/10—Glass or silica
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3407—Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
- C23C14/3414—Metallurgical or chemical aspects of target preparation, e.g. casting, powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/34—Sputtering
- C23C14/3435—Applying energy to the substrate during sputtering
- C23C14/3442—Applying energy to the substrate during sputtering using an ion beam
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/50—Substrate holders
- C23C14/505—Substrate holders for rotation of the substrates
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/11—Anti-reflection coatings
- G02B1/113—Anti-reflection coatings using inorganic layer materials only
- G02B1/115—Multilayers
- G02B1/116—Multilayers including electrically conducting layers
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/08—Mirrors
- G02B5/0816—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers
- G02B5/0825—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only
- G02B5/0833—Multilayer mirrors, i.e. having two or more reflecting layers the reflecting layers comprising dielectric materials only comprising inorganic materials only
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/54—Controlling or regulating the coating process
- C23C14/542—Controlling the film thickness or evaporation rate
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/285—Interference filters comprising deposited thin solid films
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
- G02B5/00—Optical elements other than lenses
- G02B5/20—Filters
- G02B5/28—Interference filters
- G02B5/289—Rugate filters
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Danga, dangų sistema ir būdas gaminti garų arba magnetroniniu/joniniu dulkinimu sukurtu dalelių srautu padengiamas plonasluoksnes dielektrines dangas, turinčias tris ar daugiau sluoksnių, padengtų viena (10) medžiaga. Dengimo metu garų arba dalelių srautas įstrižu kampu yra nukreipiamas į atvirą padėklo (1) paviršių, kuris savo ruožtu gali būti sukamas aplink lygiagrečią savo paviršiui ašį (12). Padėklai taip pat yra sukami apie ašį (16), sutampančia su padėklų normalės vektoriumi tam, kad būtų išgauta tolygi norimos struktūros danga. Struktūra yra pasirenkama taip, kad porėtumas tarp gretimų sluoksnių būtų skirtingas, tokiu būdu suteikiant dangai didesnį nei 90 % atspindžio koeficientą bent vienam bangos dažniui ar poliarizacijos komponentei.
Description
IŠRADIMO SRITIS
Tai plonasluoksnė danga (arba dangų sistema) ir jos gamybos būdas, kuris yra susijęs su medžiagų technologijomis. Dar tiksliau, su technologija, skirta suformuoti aukštą atspindį turinčią struktūrinę daugiasluoksnę optinę dangą. Šis išradimas yra naudingas tuo, kad leidžia sukurti didelj atspindį turinčias dangas, panaudojant tik vieną šaltinio medžiagą ir tolygiai arba diskrečiai moduliuojant jos tankį-porėtumą formavimo metu.
TECHNIKOS LYGIS
Plonų plėvelių daugiasluoksnės dangos yra suformuotos iš plonų medžiagos sluoksnių, kurių storis kinta nuo dalies nanometro (pvz. vieną atominį sluoksnį turinčios dangos) iki keleto ar keliasdešimties mikrometrų. Daugiasluoksnės dangos arba pavieniai jų sluoksniai yra plačiai taikomi aukštųjų technologijų srityje. Kontroliuojama medžiagų sintezė kuriant tokias dangas (procesas, kuris toliau bus vadinamas nusodinimu) yra fundamentalus žingsnis daugelyje pritaikymų. Per XX-ą amžių pažanga nusodinimo iš garų fazės technikoje pastūmėjo daugybę technologinių lūžių įvairiose srityse, tokiose kaip: magnetinės laikmenos, elektroninių puslaidininkių įrangos, šviesos diodai, optinės dangos (tokios, kaip aukštą atspindį turinčios dangos), taip pat energijos generavimui (pvz., plonasluoksnių dangų saulės celės) ir kaupimui (pvz., plonasluoksnių dangų baterijos). Tai tik keletas pritaikymo pavyzdžių, kurių kasmet vis daugėja.
Optinių komponentų gamyboje paplito paviršių funkcionalizavimo būdas panaudojant įvairių medžiagų plonus sluoksnius tam, kad pasikeistų fizinės arba optinės komponento savybės. Tipiniai tokių dangų taikymo pavyzdžiai galėtų būti optiškai praskaidrinančio sluoksnio padengimas, kurio tikslas yra sumažinti atspindžio koeficientą tam tikriems bangų ilgiams, achromatinis pluošto daliklis, padalinantis šviesos pluoštą į dvi dalis. įvairūs filtrai, veidrodžiai (pvz., iš dalies pralaidos veidrodžiai), poliarizatoriai taip pat yra minėtųjų dangų naudojimo pavyzdžiai. Visi paminėti optiniai komponentai naudoja plonasluoksnes dangas, siekiant valdyti šviesos spektrines poliarizacines, kampines, erdvines ar kitas savybes.
Fotonikos pramonėje paplitusios kelios pagrindinės technologijos, naudojamos plonasluoksnių dangų gamyboje. Paprasčiausias yra fizinis garų nusodinimas, kuriame taikinio medžiaga yra išgarinama ją tiesiogiai kaitinant didelės elektrinės varžos tigliuose. Vakuumo aplinkoje iš taikinio išlėkusios molekulės nusėda ant priešais esančių optinių komponentų, ant kurių reikia suformuoti plonasluoksnę optinę dangą. Šiek tiek sudėtingesnės technologijos apima taikinio medžiagos kaitinimą {greitintų elektronų pluoštu arba bombardavimą jonų pluoštu. Taip pat besiformuojanti danga papildomai gali būti sutankinama j ją nukreiptais {greitintais masyviais jonais arba neutralių dalelių pluoštais siekiant, kad danga būtų tankesnė ir mechaniškai atsparesnė.
Įvairios technologijos ir metodikos buvo sukurtos tam, kad pagerintų minėtųjų optinių komponentų kokybę. Daug dėmesio skiriama tam, kad būtų pagerintas tokių dangų atsparumas itin didelio intensyvumo spinduliuotei, t.y. pasiektas maksimalus įmanomas optinės pažaidos slenksčio rodiklis.
Vienas dengimo būdas, skirtas didelio atspindžio daugiasluoksnėms plonoms dangoms gaminti, yra aprašytas kinų patente Nr. CN201637868, publikuotame 201 Ο11-17. Šis būdas suteikia galimybę gaminti didelio atspindžio daugiasluoksnes dangas, kurios susideda iš padėklo, atspindinčiojo sluoksnio bei papildomo sudėtinio atspindinčiojo sluoksnio. Atspindintysis sluoksnis yra išdėstytas tarp padėklo ir sudėtinio atspindinčiojo sluoksnio. Sudėtinis atspindintysis sluoksnis susideda iš pirmojo struktūrinio sluoksnio ir antrojo struktūrinio sluoksnio. Toks medžiagų išdėstymo modelis leidžia pasiekti 95-100 % atspindžio koeficientą bangoms, kurių ilgis yra 400-800 nanometrų. Šis būdas nusodinimui naudoja dvi ar daugiau medžiagų ir gali būti pritaikytas patobulinti apšvietimo įrangai.
Kitas dengimo būdas, skirtas padidinti lazerio pažaidos slenksčiui plonasluoksnėse dangose yra aprašytas kinų patente Nr. CN 102086502, publikuotame 2011-06-08. Išradimas išsprendžia techninę problemą padidindamas lazerio pažaidos slenkstį didelį lūžio rodiklį turinčiose plonasluoksnėse dangose, pakeisdamas dangos struktūrą ir vidinę kokybę. Šis būdas taip pat sumažina dangos absorbciją, supaprastina pačią operaciją ir stabilizuoja spektrinį koeficientą.
Kitas aktualus dengimo būdas yra aprašytas korėjiečių patente Nr. KR20150021776, publikuotame 2015-03-03. Išradimas yra susijęs su gamybos būdu, skirtu gaminti šviesai itin pralaidžias plonasluoksnes dangas. Minėtosios dangos yra gaminamos naudojant magnetroninio dulkinimo būdą. Proceso metu porėta plonasluoksnė danga yra formuojama vakuumo aplinkoje, sparčiai garinant taikinio medžiagą. Magnetrono kameroje išgarintos taikinio medžiagos dalelės nusėda ant pagrindukų, formuodamos vieno sluoksnio porėtą dangos struktūrą, kuri puikiai praleidžia sklindančią šviesos bangą. Šis išradimas yra aktualus tuo, jog nors ir nenaudoja kritimo kampo keitimo būdo, tačiau keičia porėtumą, taip manipuliuodamas dangos pralaidumo šviesai savybėmis.
Dar vienas gamybos būdas yra aprašytas K. Robbie ir jo kolegų straipsnyje “Nehomogeniški plonasluoksnių dangų optiniai filtrai, pagaminti naudojant nusodinimą pasirinktu kritimo kampu“, publikuotame 1997-05-21 Electronics Letters Online No: 19970808. Straipsnyje aprašomas taikinio medžiagos nusodinimo pasirinktu kritimo kampu būdas, straipsnyje vadinamas „Glancing angle deposition (GLAD)“. Šis būdas yra skirtas išauginti plonasluoksnę dangą turinčius šiurkščius filtrus, pagamintus naudojant vieną medžiagą bei sukuriant artimas sinusoidinei lūžio rodiklio moduliacijas. Šios lūžio rodiklio moduliacijos yra porėtumo keitimo pasekmė. GLAD būdas naudoja sistemą, kurioje garų srautu yra nusodinama taikinio medžiaga ant padėklo. Padėklas yra sukamas aplink lygiagrečią savo paviršiui ašį, bei ašį, sutampančią su padėklo normalės vektoriumi. Šis būdas ne tik suteikia pastovų dangos, turinčios kintantį lūžio rodiklio augimą, bet ir didelį atspindžio koeficiento šuolį 430-480 nm bangos ruože, su 460 nm bangos ilgiui išmatuotu didžiausiu 82 % šviesos atspindžio koeficientu.
Dar vienas gamybos būdas yra aprašytas JAV patente Nr. US5866204, publikuotame 1999-02-02. Išradimas suteikia galimybę ant padėklo nusodinti įstrižu kampu garų srautu garinamą medžiagą. Nemažiau svarbu ir tai, jog išradimas apima žingsnį, kurio metu padėklas bei garų šaltinis yra sukamas garinimo metu. Kritimo kampas tarp garų srauto bei padėklo normalės vektoriaus viršija 80 laipsnių. Sistema taip pat turi kontrolės prietaisą, skirtą stebėti bei valdyti dengimo procesą.
Dar vienas plonasluoksnių dangų gamybos būdas ir sistema, skirta aukštą atspindžio koeficientą turinčioms plonasluoksnėms dangoms išgauti, aprašytas korėjiečių patente Nr. KR20090036445, publikuotame 2009-04-14. Minėtasis gamybos būdas susideda iš šių žingsnių: žingsnio, kurio metu yra nusodinama vienos rūšies medžiaga ant padėklo, žingsnio, kurio metu yra keičiamas padengimo kampas ir žingsnio, kurio metu yra keičiamas lūžio rodiklis trims sluoksniams. Padengtas padėklas turi vidutinį 95 % atspindžio koeficientą ultravioletinės (UV) spinduliuotės regione bei naudoja metalo oksidą kaip nusodinamąją medžiagą.
Minėtieji išradimai yra aktualūs tuo, kad jų tikslas - nusodinti pasirinktą medžiagą ar medžiagas ant optinio komponento norimu būdu, taip keičiant jos porėtumą. Pakitusi sluoksnio nano-struktūra pakeičia dangos optines savybes. Tačiau minėtieji išradimai turi akivaizdžių trūkumų - paskutinis paminėtas korėjiečių patentas aprašo būdą, leidžiantį naudoti tik titano oksidą kaip nusodinimo medžiagą kombinacijoje su sidabro sluoksniu. Dangos sluoksniai, įprastu būdu suformuoti iš šių medžiagų, turi kristalinę struktūrą ir mažą draustinės juostos (Eg) tarpą, kas lemia palyginti žemą pažaidos slenkstį. Tokios dangos turėtų ribotą panaudojimą didelio intensyvumo lazerinės spinduliuotės srityje. Kiti išradimai taip pat siūlo sprendimą tik konkrečiai spektro daliai arba kuria struktūras ant dangų, ne gerinančias atspindį, o keičiančias kitas optines savybes.
IŠRADIMO ESMĖ
Tam, kad būtų panaikinti aukščiau nurodyti trūkumai, šiuo išradimu sukuriama danga arba dangų sistema ir būdas, skirti efektyviai formuoti didelio atspindžio plonasluoksnes dangas moduliuojant jų porėtumą. Nusodinimo metu padėklas yra patalpinamas į vakuuminę kamerą. Taikinio medžiagos garinimo arba dulkinimo metu ant padėklo arba padėklo su egzistuojančia danga yra nusodinama tik vienos cheminės sudėties medžiaga iš vieno pasirinkto šaltinio (taikinio), diskrečiai arba tolygiai moduliuojant jos lūžio rodiklį. Tinkamiausiame įgyvendinimo variante, nusodinimo metu yra keičiamas medžiagos kritimo kampas padėklo normalės atžvilgiu arba slėgis vakuuminėje kameroje, tokiu būdu formuojant valdomo porėtumo struktūrą. Tokia danga turi amorfinę struktūrą, kuri leidžia pasiekti didelį atspindžio koeficientą ir aukštą pažaidos slenkstį. Padengtos dangos atspindžio koeficientas yra didesnis nei 90 % bent vienam pasirinktam bangos ilgių ruožui ar vienai pasirinktai šviesos poliarizacijos komponentei. Moduliuoto tankio plonasluoksnė amorfinės struktūros danga gali būti suformuojama ir kitais dangų dengimo būdais, arba naudojamos metodikos, leidžiančios dengimo metu keisti dangos porėtumą. Išradimo apsaugos neturėtų riboti konkretus dangos formavimo būdas, dangos moduliacijos funkcija (konkretus dizainas) ar pasirinktos medžiagos tipas. Svarbiausia, kad gauta danga yra sudaryta iš vienos medžiagos (Eg > 6), turinčios amorfinę struktūrą ir pasirinktą tankio moduliaciją kaip funkciją nuo dangos storio.
TRUMPAS BRĖŽINIŲ PAVEIKSLŲ APRAŠYMAS
Fig. 1 Pavaizduota plonasluoksnių dangų garinimo įrangos principinė schema.
Fig. 2 Pavaizduotas optinio komponento padėklo ir ant jo užgarintos daugelio sluoksnių dangos su diskretiškai kintančiu lūžio rodikliu schema.
Fig. 3 Pavaizduotas optinio komponento padėklo ir ant jo užgarintos daugelio sluoksnių dangos su tolygiai kintančiu lūžio rodikliu schema.
DETALUS JGYVENDINIMO VARIANTŲ APRAŠYMAS
Šis išradimas apima dangą, dangų sistemą ir būdą, skirtus efektyviai pagaminti bent vienam bangos ilgių ruožui ir bent vienai poliarizacijos komponentei (jei numatoma danga bus naudojame kitu nei 0 laipsnių kritimo kampu, pavyzdžiui, poliarizacinė optika) aukštą atspindžio koeficientą turinčias plonasluoksnes dangas. Šio būdo naudojimo metu, pasirinktos medžiagos sluoksniai (2, 3, 4, 5, 6) yra formuojami ant padėklo (1) arba ant kito tipo dangos tokiu būdu, kuris leidžia keisti dangos porėtumą. Dangos sluoksniai iš esmės suformuojami iš vienos medžiagos su skirtingu porėtumu.
Tinkamiausiame išradimo įgyvendinimo variante gamybos būdas turi žingsnį, kurio metu vakuuminėje kameroje yra įtaisomas bent vienas optinio komponento padėklas, kitaip - pagrindas, ant kurio bus auginami dangos sluoksniai (2, 3, 4, 5, 6). Paprastumo dėlei, toliau optinių komponentų pagrindus arba padėklus vadinsime padėklais, neapsiribojant jų forma, kiekiu ar medžiaga. Padėklai gali būti tvirtinami ant tam skirto laikiklio (12), kuris gali būti pritaikytas daugelio padėklų (1) tvirtinimui. Padėklas gali būti skaidrus arba neskaidrus optinei spinduliuotei.
Padėklų pozicija gali būti keičiama taikinio (10) ir medžiagos garų srauto (11) atžvilgiu taip, kad padėklų (1) normalė su garų srauto (11) vektoriumi sudarytų norimą kampą. Šis kampas turėtų būti nuo 0 iki <89 laipsnių.
Kitas šio būdo žingsnis yra sukti padėklą aplink ašį, statmeną padėklo (1) plokštumai, ant kurios yra dengiama danga. Toks padėklų sukimas užtikrina tolygesnį dangos dengimą visuose padėklo (1) paviršiaus taškuose ir tolygesnį dangos pasiskirstymą ant skirtingų padėklų, jei jų vakuuminėje kameroje įtaisoma daugiau. Taip pat daugelio padėklų atveju, visi jie yra sukami aplink padėklų laikiklio ašį (16).
Kitame įgyvendinimo variante, daugelis padėklų (1) yra sumontuojama padėklų laikiklyje (11) taip, kad būtų realizuojama planetarinė judėjimo trajektorija, kada tiek visas padėklų laikiklis sukasi apie savo ašį (16), tiek ir atskiri padėklai arba padėklų klasteriai sukasi apie lokalią ašį (brėžiniuose nepavaizduota).
Vienas iš išradimo įgyvendinimo variantų apima kaukių arba kitų srauto išlyginimo metodų naudojimą.
Tinkamiausiame išradimo įgyvendinimo variante, pakreipus padėklus kampu garų srauto (11) atžvilgiu, ant jų auginamos amorfinės nano-koloninės (mikro-) nanostruktūros, taip suformuojant dangos sluoksnį. Keičiant kampą tarp padėklo normalės ir garų srauto (11), galima pakeisti savaime besiformuojančių nano darinių - kolonų dydžius ir augimo kampą padėklo atžvilgiu. Pakitus tokių kolonų garinimo kampui, keičiasi suformuoto dangos sluoksnio lūžio rodiklis. Kuo didesnis minėtas kampas, tuo mažesnis gaunamas efektyvusis dangos sluoksnio lūžio rodiklis. Tolygiai keičiant kampą tarp padėklo normalės ir garų srauto (11) vektoriaus, galima suformuoti tolygiai kintančio arba gradientinio lūžio rodiklio dangos sluoksnį. Lūžio rodiklio kitimas yra iš anksto pasirenkamas kaip dangos sluoksnio storio funkcija.
Porėtumo ir tuo pačiu lūžio rodiklio moduliacijai išgauti gali būti naudojami ir kiti būdai, pvz. slėgio garinimo kameroje keitimas, medžiagos išgarinimo greičio keitimas, bombarduojančių jonų energijos kontrolė ar kiti čia nepaminėti būdai. Naudojamas dangos porėtumo kontrolės būdas neturėtų riboti šio išradimo apimties, kadangi šios srities specialistas gali panaudoti bet kokį žinomą porėtumo kontrolės būdą arba kelių būdų kombinaciją ir gauti panašų efektą.
Kombinuojant abiejų tipų sukimo judesius, t. y. sukimą apie padėklo normalę ir kampo tarp padėklo normalės ir garų srauto (11) vektoriaus, galima formuoti įvairios struktūros dangos sluoksnius, išgaunant norimą lūžio rodiklį arba jo gradientą.
Reikia paminėti, kad siekiant didinti dangos pažaidos slenkstį, reikėtų formuoti dangas iš kuo mažesniu lūžio rodikliu pasižyminčių (didelį draustinės juostos tarpą turinčių) medžiagų arba formuoti daugiasluoksnes dangas taip kad mažesniu lūžio rodikliu pasižymintys sluoksniais užbaigtų daugiasluoksnę dangą - t.y. arti daugiasluoksnės dangos su oru būtų naudojami atspariausi (mažo lūžio rodiklio sluoksniai). Pažaidos slenksčiui įtakos turi oro arba kitos aplinkos medžiagos ir viršutinio dangos sluoksnio (4) medžiagos lūžio rodiklių skirtumai - kuo skirtumas didesnis, tuo mažesnis pažaidos slenkstis.
Šiam išradimui įgyvendinti gali būti naudojamos įvairios pramonėje paplitusios dangų formavimo technologijos. Paprasčiausiame įgyvendinimo variante, vakuuminėje kameroje taikinio (10) medžiaga garinama ją kaitinant tiglyje. Tai taip vadinamas terminis garinimas.
Remiantis šiuo išradimu, dengiama ant padėklų gali būti tik vienos rūšies medžiaga, tačiau medžiagų pasirinkimo spektras yra gana platus: garų srautui sukurti gali būti naudojamas silicio oksidas, silicis, hafnio oksidas, aliuminio oksidas, aliuminis, skandžio oksidas, magnio fluoridas ar lantano fluoridas ar bet kuri kita medžiaga, iš kurios suformuojami skaidrūs sluoksniai, kurių draustinės juostos tarpas yra didesnis negu 6 eV, ir kurie pasižymi amorfine būsena tiek savo porėtame pavidale, tiek ir tankiame pavidale. Garai iš šių substancijų yra išgaunami pasiekus artimą lydymuisi temperatūrą bei sukuriant vakuumo sąlygas.
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio (10) medžiaga yra dulkinama bombarduojant ją jonų srautu. Jonų srautu bombarduojant taikinio medžiagą yra išmušami medžiagos atomai. Pastovus jonų srautas generuoja pastovų taikinio medžiagos dalelių srautą (11) gerai apibrėžta vyraujančia kryptimi. Naudojant šią ir kitas toliau nurodytas technologijas kartu su anksčiau minėtomis metodikomis porėtumui kontroliuoti, galima suformuoti diskrečiai arba tolygiai kintančio lūžio rodiklio dangą, kur numatytoji lūžio rodiklio moduliacija yra išgaunama kaip dangos storio funkcija.
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio (10) medžiaga yra garinama nukreipiant į ją įgreitintų elektronų pluoštą. Elektronų srautu kaitinant taikinio medžiagą ir sukūrus vakuumo sąlygas medžiagos atomai atsiskiria nuo taikinio paviršiaus ir garuoja visomis kryptimis, panašiai kaip terminio garinimo atveju. Pastovus elektronų srautas generuoja pastovų taikinio medžiagos garų srautą (11).
Kitame įgyvendinimo variante, taikinio (10) medžiaga yra garinama magnetronino dulkinimo būdu. Vakuuminėje kameroje yra sugeneruojamas stiprus magnetinis laukas taip, kad įleidus į kamerą jonizuotų dujų, jonai, veikiami magnetinio lauko, lėktų į taikinio medžiagą ir išmuštų medžiagos atomus. Tokiu būdu generuojamas pastovus taikinio medžiagos garų srautas (11).
Nemažiau svarbus išradimo aspektas, susijęs su dangų auginimu, yra nuolatinis formuojamos dangos monitoringas. Šiam procesui naudojamas fizikinis monitoringo mechanizmas ir iš fizikinių parametrų dangos savybes apskaičiuojanti programinė įranga (toliau - kontrolės prietaisas). Minėtas fizikinis mechanizmas gali būti liudininko zondavimas baltos šviesos pluoštu, atspindžio arba pralaidumo režime. Kituose įgyvendinimo variantuose gali būti naudojamas zondavimas siauro spektro šviesos šaltiniu, pavyzdžiui šviestuku arba lazeriu. Dar kitame įgyvendinimo variante dangos storis gali būti kontroliuojamas kvarcinėmis mikrobalancinėmis svarstyklėmis. Kadangi dangos yra porėtos, t.y. kintamo tankio, reikėtų dangos sluoksnių svorį perskaičiuoti į dangos storį, remiantis papildomais matavimais arba iš anksto sudaryta reikšmių lentele. Bet kuriam dangos garinimo procesui gali būti naudojama ir monitoringo būdų kombinacija. Taip pat, šios srities ekspertui gali būti akivaizdu panaudoti kitus dangų formavimo arba monitoringo būdus ir tai neturėtų siaurinti šio išradimo apimties, kol aukšto atspindžio dielektrinė danga arba jos dalis yra formuojama iš vienos medžiagos, keičiant jos porėtumą, kaip funkciją nuo dangos storio. Viename iš įgyvendinimo variantų, pasitelkiant kontrolės prietaisą, garų srautas įstrižu kampu yra nukreipiamas į atvirą padėklo (1) paviršių, garų srauto atžvilgiu keičiama padėklo paviršiaus orientacija. Kontrolės prietaisas taip pat gali generuoti indikacinius sluoksnių auginimo kontrolės signalus ir automatinį padėklo orientacijos keitimą pagal pasirinktą struktūrą.
Tinkamiausiame išradimo įgyvendinimo variante plonasluoksnėms dangoms auginti skirta sistema turi vakuuminę kamerą, taikinį (10), garų arba dalelių srauto generavimui būtiną energijos šaltinį (kaitinimo elementą, elektronų pluoštą, jonų pluoštą, t.t.), prietaisų (pvz., variklių), skirtų sukti padėklą arba jų grupę aplink lygiagrečią jo plokštumai ašį (18) bei aplink ašį (16), sutampančią su padėklo (1) arba laikiklyje (12) sumontuotų padėklų grupės, normalės vektoriumi, kontrolės prietaisą, skirtą nusodinimo greičiui stebėti, suteikti indikacinius signalus bei reaguoti į juos. Į sistemą taip pat įeina taikinio (10) medžiaga - dielektrikas. Tai gali būti silicio oksidas, hafnio oksidas, skandžio oksidas, aliuminio oksidas, magnio fluoridas ar lantano fluoridas (arba kiti taikiniai, kurių dėka formuojami sluoksniai iš medžiagos su didesniu nei 6 eV draustinės juostos tarpu ir skirtingu porėtumu). Taikinys taip pat gali būti grynasis metalas arba puslaidininkis (įprastai neskaidrus), kuris oksiduojamas arba floridinamas jį išgarinus arba išdulkinus transportavimo vakuume fazėje.
Tinkamiausiame įgyvendinimo variante, padėklo orientacijos keitimas yra realizuojamas dviem mechaninėmis pavaromis (13, 14). Šios pavaros gali būti kombinuojamos su žingsniniais varikliais, nuolatinės srovės varikliais arba kitais vykdikliais. Mechanikos srities specialistas gali pasiūlyti daugybę būdų, kuriais galima keisti padėklų orientaciją taikinio medžiagos garų srauto atžvilgiu. Tačiau pasirinktas įgyvendinimo variantas neturėtų riboti šio patento apsaugos ribų kol yra realizuojamas pavienis arba vienalaikis padėklo orientacijos keitimas iš esmės dviem sukimo trajektorijomis (15, 17), sutampančiomis su ašimis, einančiomis per padėklą (16, 18).
Minėta sistema bei būdas tinkamiausiame išradimo įgyvendinimo variante yra naudojami tam, kad formuotų plonasluoksnes amorfinės būsenos nano-struktūrines dangas, o tiksliau - ant padėklo arba ant jau esančios dangos užauginamos kelių sluoksnių (mikro- arba) nano-struktūros įgauna kolonines-spiralines formas. Gauta dielektrinė danga susideda iš trijų ar daugiau viršutinių sluoksnių, suformuotų garinant pasirinktą taikinio (10) medžiagą. Gretimų dangos sluoksnių porėtumas yra skirtingas. Skirtingas porėtumas sukuria skirtingus lūžio rodiklius ir taip formuojamas taip vadinamas Brego atspindys. Būtent šiuo principu išgaunamas aukštas dangos atspindžio koeficientas. Tinkamiausiu atveju, suformuotų sluoksnių medžiagos energijos juostų tarpas yra 6 eV ar didesnis. Svarbu paminėti, jog aukštas atspindžio koeficientas yra išgaunamas bent vienam per dangą sklindančios bangos dažniui ar poliarizacijos komponentei, tačiau šia technologija galima gaminti įvarius optinius komponentus, pvz. pluošto daliklius, poliarizatorius, veidrodžius, optinius filtrus ir kitus. Šio išradimo apsauga neturėtų apsiriboti konkrečiais optinių komponentų tipais tol, kol ant optinio komponento paviršiaus arba ant prieš tai suformuotos metalinės arba dielektrinės dangos yra formuojama kintamo porėtumo, iš vienos šaltinio (taikinio) medžiagos amorfinė danga.
Šio išradimo įgyvendinimui ypač svarbu yra formuoti dangas iš sluoksnių, kurie neturėtų ženklių optinių nuostolių dėl sugerties ar sklaidos. Pastarieji gali atsirasti dėl metalų priemaišų (pvz. nesioksidavusios medžiagos), kristalinės dangos struktūros, vidinės mikrostruktūros (besiplečiančios koloninės struktūros) ar kt. Tik tuomet UV srityje galima pasiekti ženkliai daugiau nei 90 % spinduliuotės atspindį bent vienam bangos ilgiui. Kai kurios iš aukščiau išvardintų taikinio (10) medžiagų, pvz. fluoridai, jas naudojant įprastu būdu, suformuoja neamorfinės, bet mikro- ar nano-kirstalinio tipo dangas. Norint šias medžiagas panaudoti šio išradimo kontekste, garinimo metu reikia pasirūpinti papildomais veiksniais, kurie neleistų susidaryti kristalinei struktūrai. Vienas iš tokių būdų yra padėklų šaldymas iki kambario ar dar žemesnės temperatūros pagal
Celsijaus skalę. Kitas būdas yra bombarduoti dengiamą dangą didelės energijos dalelėmis, kurios ardytų kristalitus, tačiau leistų formuoti porėtas dangas.
Tinkamiausiame išradimo įgyvendinimo variante, danga ant padėklo arba ant prieš tai suformuotos dangos yra formuojama diskrečiai kintančio lūžio rodiklio sluoksniais.
Kitame įgyvendinimo variante, dengiami sluoksniai (5, 6) neturi aiškios skiriamosios ribos ir realizuojamas gradientinis lūžio rodiklio kitimas, kaip dangos storio funkcija. Tokiu būdu gali būti formuojamos įvairios dangos, pavyzdžiui Rugate filtrai, veidrodžiai ar spektro bei pluošto dalikliai, poliarizatoriai ir kt. Šis įgyvendinimo variantas yra pakankamai nesudėtingai realizuotinas, turint omenyje, kad visa danga formuojama iš vienos taikinio (10) medžiagos, o porėtumą, taigi ir lūžio rodiklį, galima keisti tolygiai, sukant padėklą (1) arba padėklų laikiklį (12) apie ašį, lygiagrečią padėklų plokštumai.
Claims (16)
- APIBRĖŽTIS1. Daugiasluoksnė dielektrinė danga, turinti lūžio rodiklio moduliaciją kaip funkciją nuo dangos storio, kur dangos sluoksnių energijos draustinių juostų tarpas yra 6 eV ar didesnis ir lūžio rodiklio moduliacija yra realizuojama nusodinant tą pačią taikinio medžiagą ir išgaunant skirtingą porėtumą, besiskirianti tuo, kad visa danga arba bent jau viršutinė dangos sritis yra suformuota taip, kad turėtų amorfinę struktūrą ir šios dangos atspindžio koeficientas bent vienam spinduliuotės dažniui ar poliarizacijos dedamajai yra didesnis nei 90 %.
- 2. Plonasluoksnė dielektrinė danga pagal 1 apibrėžties punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad daugiasluoksnė danga yra suformuota iš diskrečiai kintančio lūžio rodiklio sub sluoksnių su skirtingu porėtumu.
- 3. Plonasluoksnė dielektrinė danga pagal 1 apibrėžties punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad danga yra suformuota tolygiai moduliuoto lūžio rodiklio tolygiai moduliuojant dangos porėtumą formavimo metu.
- 4. Plonasluoksnė dielektrinė danga pagal 1 apibrėžties punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad suformuotųjų subsluoksnių medžiaga yra silicio oksidas arba hafnio oksidas, arba aliuminio oksidas, arba magnio fluoridas, arba lantano fluoridas, arba magnio oksidas, arba skandžio oksidas arba kita skaidri medžiaga, kurios draustinės juostos tarpas yra didesnis nei 6 eV arba jų kombinacija.
- 5. Plonasluoksnė dielektrinė danga pagal 1 apibrėžties punktą, b e s i s k i r i a n t i tuo, kad taikinio medžiaga yra silicis, aliuminis, skandis, lantanas, magnis ar kitas metalas, kuris garinimo metu yra oksiduojamas arba fluoridinamas, taip formuojant ant padėklo norimus oksidus ar fluoridus, kurių draustinės juostos tarpas didesnis nei 6 eV.
- 6. Būdas formuoti dielektrinę daugiasluoksnę dangą, susidedantis iš šių žingsnių:- parūpinti bent vieną padėklą arba bent vieną padėklą su anksčiau suformuota danga,- garinti vieną taikinio medžiagą ir šio proceso metu:- nusodinti išgarintą medžiagą ant minėtojo padėklo arba minėtosios anksčiau suformuotos dangos, moduliuojant porėtumą ir taip išgaunant reikiamą lūžio rodiklio moduliaciją, besiskiriantis tuo, kad visa danga arba bent jau viršutinė dangos sritis, pvz. trys ir daugiau sluoksnių, yra suformuoti taip, kad turėtų amorfinę struktūrą ir šios dangos atspindžio koeficientas bent vienam spinduliuotės dažniui ar poliarizacijos dedamajai yra didesnis nei 90 %.
- 7. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad nusodintos dangos medžiaga yra silicio oksidas arba hafnio oksidas, arba aliuminio oksidas, arba magnio fluoridas, arba lantano fluoridas, arba magnio oksidas, arba skandžio oksidas arba kita optinei spinduliuotei skaidri medžiaga, kurios draustinių juostų tarpas yra daugiau nei 6 eV.
- 8. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad lūžio rodiklio moduliacijos yra realizuojamos nusodinant taikinio medžiagą ir keičiant padengimo kampą sukant padėklą sluoksnio nusodinimo metu.
- 9. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad nusodinimo žingsnį sudaro dangos bombardavimas dalelėmis, taip išgaunant aukštesnį porėtumą ir žemesnį lūžio rodiklį ir pasiekiant išardytą kristalinę struktūrą, performuojant į struktūrą, panašią amorfinei.
- 10. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad nusodinimo žingsnį sudaro bent vieno padėklo atvėsinimas, tokiu būdu pasiekiant didesnį dangos porėtumą ir mažesnį lūžio rodiklį.
- 11. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad vienos taikinio medžiagos garinimo žingsnį sudaro garų srauto generavimas tiglyje kaitinant taikinio medžiagą.
- 12. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad vienos taikinio medžiagos garinimo žingsnį sudaro garų srauto generavimas jonais bombarduojant taikinio medžiagą.
- 13. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad vienos taikinio medžiagos garinimo žingsnį sudaro garų srauto generavimas elektronais bombarduojant taikinio medžiagą.
- 14. Būdas pagal 6 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad vienos taikinio medžiagos garinimo žingsnį sudaro garų srauto generavimas magnetroniniu dulkinimu.
- 15. Optinis komponentas, susidedantis bent iš padėklo bei daugiasluoksnės dielektrinės dangos, kurią sudaro bent trys ar daugiau tos pačios dielektrinės medžiagos sluoksnių, padengtų vienas ant kito bei turinčių skirtingą porėtumą (bei lūžio rodiklį), besiskiriantis tuo, kad minėtieji dielektrinės medžiagos sluoksniai yra suformuojami taip, kad įgautų amorfinę struktūrą ir pilnai suformuotos daugiasluoksnės dangos atspindžio koeficientas bent vienam bangos dažniui ar poliarizacijos dedamajai yra didesnis už 90 %.
- 16. Optinis komponentas pagal 15 apibrėžties punktą, besiskiriantis tuo, kad bent trys išoriniai sluoksniai besiribojantys su aplinka minėtieji dielektrinės medžiagos sluoksniai yra iš dielektrinės medžiagos.
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2016089A LT6505B (lt) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu |
| PCT/IB2017/050353 WO2018033801A1 (en) | 2016-08-18 | 2017-01-24 | An interference coating or its part consisting layers with different porosity |
| US16/324,750 US20190169739A1 (en) | 2016-08-18 | 2017-01-24 | An interference coating or its part consisting layers with different porosity |
| EP17704542.4A EP3485301A1 (en) | 2016-08-18 | 2017-01-24 | An interference coating or its part consisting layers with different porosity |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2016089A LT6505B (lt) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2016089A LT2016089A (lt) | 2018-02-26 |
| LT6505B true LT6505B (lt) | 2018-04-10 |
Family
ID=58016745
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2016089A LT6505B (lt) | 2016-08-18 | 2016-08-18 | Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20190169739A1 (lt) |
| EP (1) | EP3485301A1 (lt) |
| LT (1) | LT6505B (lt) |
| WO (1) | WO2018033801A1 (lt) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021074953A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-11-04 | 学校法人東海大学 | 成膜方法及び成膜装置 |
| WO2021074952A1 (ja) * | 2019-10-15 | 2021-04-22 | 学校法人東海大学 | 真空蒸着方法及び真空蒸着装置 |
| CN113594003B (zh) * | 2021-07-20 | 2023-07-21 | 北方夜视技术股份有限公司 | 复合石英窗的Cs2Te日盲紫外光电阴极及其制备方法 |
| WO2023172938A1 (en) * | 2022-03-08 | 2023-09-14 | Viavi Solutions Inc. | Optical interference filter |
Family Cites Families (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5866204A (en) | 1996-07-23 | 1999-02-02 | The Governors Of The University Of Alberta | Method of depositing shadow sculpted thin films |
| GB2327090A (en) * | 1997-07-09 | 1999-01-13 | British Aerospace | CVD manufacturing a multilayer optical mirror using ultra-violet light |
| FR2785897B1 (fr) * | 1998-11-16 | 2000-12-08 | Commissariat Energie Atomique | Couche mince d'oxyde d'hafnium et procede de depot |
| KR20090036445A (ko) | 2007-10-09 | 2009-04-14 | 울산대학교 산학협력단 | 한 종류 물질의 경사 입사 증착을 이용한 다층 박막제조방법 및 이를 이용한 고반사 코팅 방법 |
| US8153241B2 (en) * | 2009-02-26 | 2012-04-10 | Corning Incorporated | Wide-angle highly reflective mirrors at 193NM |
| CN201637868U (zh) | 2010-03-03 | 2010-11-17 | 华美电子股份有限公司 | 高反射率的多层镀膜 |
| CN102086502A (zh) | 2010-11-22 | 2011-06-08 | 福建福晶科技股份有限公司 | 一种提高高反光学薄膜激光损伤阈值的镀制方法 |
| KR20150021776A (ko) | 2013-08-21 | 2015-03-03 | 한국과학기술연구원 | 광투과율이 우수한 반사방지막의 제조방법 및 그에 의하여 제조된 반사방지막 |
-
2016
- 2016-08-18 LT LT2016089A patent/LT6505B/lt not_active IP Right Cessation
-
2017
- 2017-01-24 WO PCT/IB2017/050353 patent/WO2018033801A1/en unknown
- 2017-01-24 EP EP17704542.4A patent/EP3485301A1/en not_active Withdrawn
- 2017-01-24 US US16/324,750 patent/US20190169739A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20190169739A1 (en) | 2019-06-06 |
| LT2016089A (lt) | 2018-02-26 |
| EP3485301A1 (en) | 2019-05-22 |
| WO2018033801A1 (en) | 2018-02-22 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| LT6505B (lt) | Interferencinė danga arba jos dalis iš sluoksnių, pasižyminčių skirtingu porėtumu | |
| TWI397949B (zh) | 製造光滑密實光學薄膜之方法 | |
| CN104765079B (zh) | 光学部件、其制造方法以及使用其的光学系统 | |
| Gilo et al. | Properties of TiO2 films prepared by ion-assisted deposition using a gridless end-Hall ion source | |
| KR20100084655A (ko) | 광학박막 증착장치 및 광학박막의 제조방법 | |
| Tajik et al. | Effect of GLAD technique on optical properties of ZnS multilayer antireflection coatings | |
| Haque et al. | Study of hafnium oxide thin films deposited by RF magnetron sputtering under glancing angle deposition at varying target to substrate distance | |
| Doghmane et al. | Investigation of the Influences of Post-Thermal Annealing on Physical Properties of TiO 2 Thin Films Deposited by RF Sputtering | |
| Woo et al. | Optical Anisotropy of TiO~ 2 and MgF~ 2 Thin Films Prepared by Glancing Angle Deposition | |
| Kivaisi | Optical properties of obliquely evaporated aluminium films | |
| Rao et al. | Studies on single layer CeO2 and SiO2 films deposited by rotating crucible electron beam evaporation | |
| Song | Characteristics of SnO x films deposited by reactive-ion-assisted deposition | |
| Ristau et al. | Thin Film Optical Coatings | |
| Plirdpring et al. | Preparation and surface wettability of nanostructure TiO2 films | |
| Jain et al. | Growth and characterization of hydrophobic anti-reflection CaF2 films | |
| CN111218659A (zh) | 成膜方法及成膜装置 | |
| Volpian et al. | Nanogradient optical coatings | |
| Kaiser | Some fundamentals of optical thin film growth | |
| TWI376422B (en) | Coating equipment and coating method | |
| Akkari et al. | Nanocolumnar CuInS2 thin films by glancing angle deposition | |
| LT6657B (lt) | Nepoliarizuojantis šviesos pluošto daliklis ir jo formavimo būdas | |
| Al-Robaee et al. | Properties of Al2O3 films prepared by argon ion assisted deposition | |
| Tsai et al. | Properties of optical thin films and coatings prepared by reactive electron-beam deposition with and without ion bombardments | |
| Mao et al. | Anisotropy antireflection TiO2 nanoparticle films fabricated with directed cluster beam deposition | |
| KR102579089B1 (ko) | 이온빔 스퍼터링 장치를 이용한 편광필터 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| BB1A | Patent application published |
Effective date: 20180226 |
|
| FG9A | Patent granted |
Effective date: 20180410 |
|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20210818 |