专利名称：光学薄膜镀制过程中的膜厚监控及测量方法
技术领域：
本发明属于一种简单的实时光学膜厚监控及测量方法，具体是一种通过监控近红外波段的中心波长从而达到对光学薄膜镀制过程中膜厚的监控及测量的方法。
背景技术：
光学薄膜镀制过程中，薄膜厚度的测量通常采用膜厚控制仪或测量仪，它属于光电极值法。这种仪器又可分为两类，一类测量可见光范围，另一类测量红外范围。前一种虽有价格便宜的优点，但只能监控和测量中心波长在可见光范围内薄膜的厚度变化情况，而不能监控中心波长在近红外波段的光学薄膜镀制过程中膜厚的变化。
发明内容
本发明的目的在于克服已有技术存在的缺点，提供一种将红外范围的中心波长转变成为可见光范围的监控波长，从而达到对光学薄膜镀制过程中膜厚的监控及测量的方法。本发明是为扩展现有膜厚控制仪或测量仪的测量范围而进行改进，改进后的薄膜厚度监控和测量方法，可以用现有的膜厚控制仪或测量仪实时监控和测量中心波长在近红外波段的膜厚变化，使膜厚控制仪和测量仪的监控和测量范围向长波方向扩展。
为达到上述发明目的，本发明采取了如下技术方案光学薄膜镀制过程中的膜厚监控及测量方法，具体包括如下步骤1、按设计要求，确定膜系的中心波长(在近红外波段)；2、根据1，用遗传算法设计出非规整膜系的层数及每层的光学厚度；3、根据每层薄膜的光学厚度，将其监控波长(中心波长)转换成可见光范围的某一波长(λ1)，这样用传统的膜厚控制仪或测量仪可以进行监控。例如，设计出的某层薄膜的光学厚度为nd，将nd除以数字k，便得到nd/k＝λ1；4、将传统的光电极值法原理的膜厚控制仪或测量仪的监控波长(中心波长)调至λ1；5、薄膜镀制时，用监控波长(中心波长)调至λ1的膜厚控制仪或测量仪对薄膜厚度进行监控，进行k(k为自然数)个λ1/4的镀制过程，即完成了符合设计要求光学厚度的膜层的镀制。
本发明的创新之处是将一台只能监控可见光范围的仪器，变成既可监控可见光范围又可监控近红外范围薄膜镀制过程中厚度变化的仪器，扩展了测量范围。例如，CA-6E膜厚控制仪是只能测量可见光波长的仪器，其监控波长的光学厚度在400～600nm之间较准确，但对于监控近红外波段准确度就大为降低了。在近红外波段，采用非规整膜系设计时，膜层的光学厚度不均，较厚的膜层就不能直接采用CA-6E膜厚控制仪，必须进行转换。转换后的中心波长在可见光范围，用CA-6E膜厚控制仪监控膜厚就能得到较满意的结果。
图1给出了镀制Ta2O5时3个1/4波长的膜厚监控曲线。
本发明与现有技术相比，具有如下的优点和有益的效果1、本发明可以采用传统的膜厚控制仪和测量仪监控测量近红外波段的膜层厚度的变化；2、本发明使传统的膜厚控制仪和测量仪的测量范围向长波方向扩展，实现了一机多用，从而降低了生产成本；3、本发明用于CWDM用光学滤波片的镀制，镀制出的样片的实测光谱特性曲线如图2。
图1是镀制Ta2O5时3个1/4波长的膜厚监控曲线；图2是实施方式中实际镀制出的CWDM用的其中一个样片的实测光谱特性曲线。
具体实施例方式
以下结合说明书附图对本发明的实施方法做进一步的说明，但本发明所要求保护的范围并不局限于实施方式所描述的范围。
在近红外波段，采用非规整膜系设计时，膜层的光学厚度不均，较厚的膜层就不能采用传统的膜厚控制仪和测量仪。例如，用非规整膜系设计的膜层中，其中有一层薄膜的光学厚度为nd＝972，转变为可见光范围时，将λ1＝486作为监控的中心波长，这样，就可以采用传统的膜厚控制仪和测量仪。每个14λ1=121.5,]]>进行8个 的薄膜监控测量，从而完成从非规整膜系向规整膜系的转换。
如上所述，即可较好的实现本发明。
权利要求
1.光学薄膜镀制过程中的膜厚监控及测量方法，其特征在于包括如下步骤(1)按设计要求，确定膜系的中心波长及带宽；(2)用遗传算法设计出非规整膜系的层数及每层的光学厚度；(3)根据每层薄膜的光学厚度，将其监控波长转换成可见光范围的某一波长λ1，用传统的膜厚控制仪或测量仪进行监控；(4)将传统的光电极值法原理的膜厚控制仪或测量仪的监控波长调至λ1；(5)薄膜镀制时，用监控波长调至λ1的膜厚控制仪或测量仪对薄膜厚度进行监控，进行k个λ1/4的镀制过程，即完成了符合设计要求光学厚度的膜层的镀制。
全文摘要
本发明公开了一种光学薄膜镀制过程中的膜厚监控及测量方法。本发明包括如下步骤1.确定膜系的中心波长；2.设计出非规整膜系的层数及每层的光学厚度；3.将中心波长转换成可见光范围的某一波长λ
文档编号C23C2/14GK1664158SQ20051003363
公开日2005年9月7日 申请日期2005年3月18日 优先权日2005年3月18日
发明者于继荣, 黄光周, 刘雄英, 赵小兰 申请人:华南理工大学