一种光学薄膜均匀成膜系统的制作方法

本实用新型用于光学薄膜技术领域，特别是涉及一种光学薄膜均匀成膜系统。

背景技术：

光学薄膜在当今信息社会中的应用愈来愈广泛，它在图像处理、光纤通信、生命科学、激光、生化、军事都有广泛的应用，如何精密制备这些特殊功能的光学薄膜式当今制造光学薄膜设备面临的一个难题。

一般镀膜设备的原理是在真空环境下，电机带动镀膜工件架在真空室内匀速转动，光学基片或透镜放置在工件架上。蒸发源可以是电子束或电阻热蒸发，作用是使镀膜材料在高温下汽化，可以控制加热功率或电子束的束流，让汽化的膜以较均匀的速率真空涂敷到光学基片或透镜上。光学基片或透镜对于镀膜的均匀性有不同的要求，比如做常规的增透膜，膜厚均匀性控制在2％以内就可以了，光学图像处理滤光片的膜厚均匀性就要控制在0.5％以内，以免图像产生色差，影响视觉效果。对光纤通信使用的滤光片，由薄膜厚度不均导致的波长分布偏差的要求是均匀性小于0.1％。

造成薄膜厚度不均匀的原因很多，我们也采取了多种方法去修正薄膜厚度不均，并取得了很好的效果。但是常规的光学镀膜设备中，其只要监控到测量参数达到设定参数要求，就会关闭蒸发挡板，造成的结果是工件架上同一圈光学基片上厚膜的分布是不同的，蒸发起始和终结时，由电机旋转导致的所处的位置不同，造成这些光学基片或透镜在膜厚均匀性分布上会有波动，一致性不好，经过多次积累后，误差越来越大，最终的光学特性的一致性就变坏了，降低了产品良率，使产品的光学参数失真，达不到设计要求而造成浪费。

技术实现要素：

为解决上述问题，本实用新型提供一种保证工件架上光学基片或镜片的膜厚分布一致性的光学薄膜均匀成膜系统。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：包括控制单元、膜厚监测系统、真空室、设在所述真空室内的镀膜工件架、可驱动所述镀膜工件架转动的电机及设在所述镀膜工件架下方的膜料蒸发源，还包括可监测所述电机在成膜开始时的初始转角和成膜过程中的实时转角的编码器，膜料蒸发源具有膜料释放口，真空室内在膜料释放口处设有可阻断膜料蒸发源释放膜料的蒸发阻挡部件，蒸发阻挡部件、编码器均与所述控制单元连接。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述蒸发阻挡部件包括蒸发挡板和可驱动所述蒸发挡板遮挡在所述膜料蒸发源顶部的驱动件，所述驱动件与所述控制单元连接。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述膜厚监测系统包括设在所述镀膜工件架旋转中心或边缘处的光学监控片、可向所述光学监控片投射入射光的光源、可通过导光光纤接收光学监控片反射光的单色仪以及与所述单色仪依次连接的探测器、放大器、数据处理器，所述数据处理器与所述控制单元连接。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述镀膜工件架与膜料蒸发源间设有膜厚修正挡板。

进一步作为本实用新型技术方案的改进，所述镀膜工件架上设有若干安装位。

本实用新型的有益效果：本实用新型中给旋转电机加上编码器，成膜开始时，蒸发阻挡部件打开，编码器监测电机此时的初始转角，并将初始转角反馈给控制单元，成膜过程中，膜厚监测系统实时监测镀膜工件架上的光学基片或透镜表面的膜厚，并将数据反馈给控制单元，当膜厚达到要求后，编码器监测此时的转角，并当此转角等于初始转角时，通过控制单元控制蒸发阻挡部件阻断膜料蒸发源释放膜料，从而保证在电机旋转到同一个位置时，才可关闭蒸发阻挡部件，停止蒸发。这种膜厚的判停方式带来的好处是，在工件架上的光学基片或透镜每个位置都经历了完整的电机旋转周期，给每层膜带来的厚度被动偏差最小，可以提高窄带滤光片、高精度截止滤光片的成膜良品率，提高光学镀膜机的性能。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

图1是本实用新型第一实施例原理结构示意图；

图2是本实用新型第二实施例原理结构示意图。

具体实施方式

参照图1、图2，其显示出了本实用新型之较佳实施例的具体结构。以下将详细说明本实用新型各元件的结构特点，而如果有描述到方向(上、下、左、右、前及后)时，是以图1所示的结构为参考描述，但本实用新型的实际使用方向并不局限于此。

本实用新型提供了一种光学薄膜均匀成膜系统，包括控制单元1(计算机系统)、膜厚监测系统、真空室2、设在所述真空室2内的镀膜工件架3、可驱动所述镀膜工件架3转动的电机4及设在所述镀膜工件架3下方的膜料蒸发源5，所述镀膜工件架3上设有若干安装位，以尽可能低成本、大批量制造需要的、有特定功能的光学薄膜产品。还包括可监测所述电机4在成膜开始时的初始转角和成膜过程中的实时转角的编码器6，编码器6设在所述电机4的顶部，膜料蒸发源5具有膜料释放口，真空室2内在膜料释放口处设有可阻断膜料蒸发源5释放膜料的蒸发阻挡部件，蒸发阻挡部件、编码器6均与所述控制单元1连接。所述蒸发阻挡部件包括蒸发挡板7和可驱动所述蒸发挡板7遮挡在所述膜料蒸发源5顶部的驱动件8，所述驱动件8与所述控制单元1连接，控制单元1通过驱动件8控制蒸发挡板7在膜料蒸发源5顶部收放。

其中，所述膜厚监测系统包括设在所述镀膜工件架3旋转中心(参见图1)或边缘处(参见图2)的光学监控片9、可向所述光学监控片9投射入射光的光源10、可通过导光光纤接收光学监控片9反射光的单色仪11以及与所述单色仪11依次连接的探测器12、放大器13、数据处理器14，所述数据处理器14与所述控制单元1连接。光源10发出的光直接或间接通过导光光纤投射到真空室2内的光学监控片9上，反射光(或透射光)被导光光纤接收到单色仪11，单色仪11选择出其中的一定带宽的光由探测器12接收，经放大和数据处理后，交由计算机系统判定，当检测到的光学特征与设计一致时，计算机发出指令停止镀膜，从而达到控制膜后的目的。

所述镀膜工件架3与膜料蒸发源5间设有膜厚修正挡板15，由于光学基片或透镜在镀膜工件架3上的位置不同，真空涂敷上的膜料分布是不均匀的，故而我们需要一个膜厚修正挡板15，尽可能的将工件架3上的膜后修正到我们需要的范围。

本实用新型中给旋转电机4加上编码器6，成膜开始时，蒸发阻挡部件撑开，编码器6监测电机4此时的初始转角，并将初始转角反馈给控制单元1，成膜过程中，膜厚监测系统实时监测镀膜工件架3上的光学基片或透镜表面的膜厚，并将数据反馈给控制单元1，当膜厚达到要求时，编码器6监测此时电机4的转角，并当此转角等于初始转角时，通过控制单元1控制蒸发阻挡部件阻断膜料蒸发源5释放膜料，从而保证在电机4旋转到同一个位置时，方可关闭蒸发阻挡部件，停止蒸发。这种膜厚的判停方式带来的好处是，在镀膜工件架3上的光学基片或透镜每个位置都经历了完整的电机旋转周期，给每层膜带来的厚度被动偏差最小，提高了工件架上光学基片与被监控的光学监控片之间的膜厚相关性，可以提高窄带滤光片、高精度截止滤光片或膜良品率，提高光学镀膜机的性能。

当然，本发明创造并不局限于上述实施方式，熟悉本领域的技术人员在不违背本实用新型精神的前提下还可作出等同变形或替换，这些等同的变型或替换均包含在本申请权利要求所限定的范围内。