0. Анализ результатов расчетов

Для выбора оптимальной конструкции отражающего покрытия построим графики спектральных зависимостей R= f(λ) для всех типов покрытий в единой системе координат.

Оптимальной будет та конструкция, которая обеспечивает максимальный коэффициент отражения на рабочей длине волны λ₀=560нм и более широкую зону отражения в заданной области спектра.

Таким образом, оптимальным является 2-х слойное оптическое покрытие.

Обозначим выбранную конструкцию отражающего покрытия:

Рисунок 5.3

отраж. 41 ИЭ 90 ИЭ ₃₀₀

λ₀ = 560 нм ±10 нм

ρ_max= 22,6%

λ₁ – λ₂ = 380-780 нм

Материал подложки: КФ-6 ГОСТ 3514-94

n_е=1,5027

Для данной конструкции отражающего покрытия составим технологический процесс

Технологический процесс

Технологический процесс включает следующие основные операции :

010 Очистка подложек.

020 Подготовка вакуумной камеры.

030 Ионная очистка подложек.

040 Нагрев подложек до фиксированной температуры.

050 Нанесение оптических покрытий:

051 Нанесение оптического покрытия HfO₂.

052 Нанесение оптического покрытия SiO₂.

060 Разгерметизация вакуумной камеры , выгрузка готовых изделий.

070 Контроль оптических параметров покрытия.

Содержание операций:

010 – Очистка подложек:подложки из стекла КФ-6ГОСТ 3514 – 94 обезжиривают в смеси петролейного эфира и этилового спирта в соотношении 75% - 25% и окончательно протирают тампонами обезжиренной ваты, смоченной в абсолютном этиловом спирте. Очищенные детали протирают обезжиренными батистовыми салфетками. Готовые детали вставляют в съёмные оправы подложкодержателя и с их поверхностей беличьей кисточкой удаляются ворсинки. Очищенные детали в оправах загружают в подложкодержатель, и подложкодержатель устанавливается в вакуумную камеру. При выполнении этой операции оператор должен работать в резиновых перчатках или напальчниках.

020 – Подготовка вакуумной камеры происходит параллельно с операцией 010:

• Очистка элементов подколпачной аппаратуры (экранов, испарителей, заслонов) от пленок испаряемых материалов и пропитку их спиртом.

• Загрузка исходных пленкообразующих материалов в испарители (HfO₂, SiO₂ в 4^х позиционный тигель электронно-лучевого испарителя).

• Загрузка подложкодержателя с очищенными оптическими деталями.

• Проверка работоспособности механизмов и устройств в вакуумной камере: вращение подложкодержателя, перемещение заслонок, работа фотометра.

• Откачка камеры до давления примерно 2 Па.

030 – Операция ионной очистки подложекпроводится в камере (р=2…1.38 Па) в течение 5-10 минут при напряжении 500 В на электроде ионной очистки и токе разряда 150 – 200 мА. При этом включается вращение подложкодержателя с частотойn= 10-20 мин^–1 . В процессе ионной очистки ионами остаточных газов с поверхности удаляются пылинки и молекулы тяжелых газов. По окончании ионной очистки камера откачивается до Р = 10^-2 – 10^-3 Па.

040 – Нагрев подложек до фиксированной температурыТ_подл = 300⁰С, происходит в высоком вакууме при одновременном вращении подложкодержателя. При этом с поверхности оптических деталей удаляются пары воды и молекулы легких газов. Время нагрева 5 - 15 минут.

050 –Нанесение оптического покрытияначинают после обезгаживания пленкообразующих материалов при закрытой заслонке. Для этого материал нагревают до температуры на 100⁰С ниже, чем Т_исп . В процессе прогрева давление вакуумной камеры повышается, а потом понижается до Р = 10^-3Па. Обезгаживание считается законченным, когда давление восстанавливается до первоначального значения. Далее включают фотометр, выводят нагреватель или ЭЛИ на режим испарения, открывают заслонку и проводят испарение материала, фиксируя параметры испарителя или ЭП. Контроль за нанесением пленки ведут по фотометру. При нанесении просветляющих покрытий метод контроля на пропускание раздельный, так как m 3, и экстремальный.

051 – Нанесение оптического покрытия HfO₂

Режимы нанесения пленки:

ИЭ Р =10^-3 Па

Т_исп = 277С

Т_под =300С

U =

I_н =

I_эм =

052 – Нанесение оптического покрытия SiO₂₂

Режимы нанесения пленки:

ИЭ Р =10^-3 Па

Т_исп = 1730С

Т_под =300С

U = В

I_н = А

I_эм =А

060 – Разгерметизация вакуумной камеры: после окончания процесса нанесения выключается вращение подложкодержателя. При снижении Т_подл до 50ºС камера отсекается высоковакуумным затвором от высоковакуумной системы откачки, производится напуск воздуха, открывается вакуумная камера и производится выгрузка оптических деталей в специальную кассету.

070 – Контроль. В связи с проведением группового технологического процесса нанесения покрытий на контроль попадают от 2 до 3 штук из партии, проверяют параметры _=f(),_=f() на фотометре СФ-8 или СФ-4 и сравнивают полученные характеристики с расчетными. Определяют группу механической прочности на установке СД-500.

Литература.

1. Конспект лекций по дисциплине ''Оптические покрытия''.

2. Справочник технолога-оптика/ М.А.Окатов, Э.А. Антонов, А. Байгоджин и др.; под редакцией М.А. Окатова. – 2-е издание, переработанное и дополненное – СПб.: Политехника, 2004-679с.

33