专利名称：不同折射率膜层的制备方法
技术领域：
本发明属于光学薄膜技术领域，特别是指一种实现不同折射率膜层的制备方法。
背景技术：
为了用电子束蒸发技术实现各种要求的膜系结构，通常要求有各种折射率的膜料，但是，自然界中，能用于光学膜制备的光学膜料是非常有限的，而且，有些膜料属于软膜料，有些膜料防潮等性能很差，这样能供选择用于高质量的膜料则更少，本发明通过使用各种性能较好的高、低两种折射率膜料，用双电子枪共蒸的方式，实现不同折射率的膜料，通过工艺条件的控制，实现不同折射率的大小，而且工艺简单，膜层稳定性好、可靠性好，折射率可控、可根据需要调节等。
发明内容
本发明的实现不同折射率膜料的方法主要应用于各种光学薄膜的制备技术，特别是对一些膜料折射率要求比较高的领域，在光通信、半导体器件及其它需要特殊的光学薄膜领域中均有重要的应用，可以实现用常规电子束蒸发不容易实现的光学膜系结构。
本发明的目的在于，提供一种不同折射率膜层的制备技术，特别是那些特殊光学薄膜需要的对折射率要求苛刻的膜层制备技术，本制备技术是用电子束蒸发技术同时共同蒸镀高低两种折射率膜料实现，技术上使用双电子枪设备结构。
技术方案一种实现不同折射率膜层的制备方法，使用双枪电子束同时蒸发高低折射率膜料实现，蒸镀过程中严格控制蒸发高低膜料的蒸发速率比，改变蒸镀速率比可调节膜层的折射率值，包括如下步骤
步骤1将高、低两种折射率膜料分别装在两个坩埚中，然后将双枪电子束镀膜机抽到高真空，即真空度值小于等于1×10-4帕斯卡；步骤2将衬底加热到200-300℃，并控温；步骤3在计算机控制程序中设定两种膜料的淀积速率，开启电子枪总开关，然后启动淀积程序；步骤4在计算机控制下，通过两个石英晶体振动器分别精确控制两种膜料的淀积速率，从而实现需要的折射率膜层。
所述的实现不同折射率膜层的制备方法，其中所述的电子束镀膜机为双电子枪镀膜机。
所述的实现不同折射率膜层的制备方法，其中所述的被蒸发的高、低折射率膜料为常用的光学薄膜膜料，它们是所有介质膜料，如硅、锗、氧化钛、氧化钽、三氧化二铝、二氧化硅等，也可以是金属膜料，如铬、金、银等；所述的实现不同折射率膜层的制备方法，其中使用两个电子枪同时蒸镀不同的折射率膜料。
所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其中用石英晶体控制器分别控制两种膜料的蒸发速率。
所述的实现不同折射率膜层的制备方法，改变蒸镀膜层折射率的方法是调整被蒸镀膜料的淀积速率比。
所述的实现不同折射率膜层的制作方法，淀积膜层的过程中，要求恒温控制衬底的温度，这个温度一般为200-300℃，也可以扩展到其它温度；所述的实现不同折射率膜层的制作方法，所用的衬底可以是光学玻璃表面、也可以是半导体光电子器件腔面、也可以是其它所有的需要淀积光学膜的器件表面。
所述的实现不同折射率膜层的制作方法，两种高、低折射率膜料，可以是熔点接近的膜料，也可以是熔点差别较大的两种膜料。
所述的实现不同折射率膜层的制作方法，蒸镀该种膜层需要在高真空度下进行，真空度值一般小于等于1×10-4帕斯卡。
实现不同折射率膜层的方法，膜层的折射率是介于高低两种折射率之间的任意折射率。
本发明的特点在于(1)本发明提出的不同折射率膜层制备技术的特点在于使用的蒸发技术为双枪电子束蒸发技术，通过控制蒸发两种膜料的蒸发工艺参数实现不同的折射率膜层；(2)使用双枪电子束蒸发时，采取的方式是同时共蒸的方式，通过计算机控制程序同时启动电子枪；(3)本发明提到的两种膜料分别是具有高、低折射率值的膜料，它们的蒸发温度可以相近，也可以有较大的差别；(4)本发明提到的实现的膜层折射率大小，可以是高、低折射率膜料之间的任意折射率值；(5)本发明提到的特殊折射率膜层是一种混合材料膜层，折射率大小可以通过控制同时蒸镀的两种膜料速度比率大小控制。
图1是本发明的实现不同折射率膜层的方法的流程图。
具体实施例方式
图1的实现不同折射率膜层的方法的流程，具体如下在高真空下，用电子束蒸发技术制备折射率为2.74(波长为1550nm)的薄膜膜层，可以同时蒸镀硅和二氧化硅两种膜料实现。通过计算机同时控制共蒸两种折射率膜料的蒸镀过程，用两个石英晶体振动器分别控制两种膜料的蒸发速率，从而实现对折射率的精确控制，制备本实例的薄膜膜层时，硅和二氧化硅的蒸发速率比为1.05。当然，蒸镀所用的设备不同，衬底的温度差异、石英晶体振动器控制的精度差异，蒸镀时所用的蒸镀速率需进行适当的微调，最终达到所需要的折射率值。
权利要求
1.一种实现不同折射率膜层的制备方法，其特征在于，使用双枪电子束同时蒸发高低折射率膜料实现，蒸镀过程中严格控制蒸发高低膜料的蒸发速率比，改变蒸镀速率比可调节膜层的折射率值，包括如下步骤步骤1将高、低两种折射率膜料分别装在两个坩埚中，然后将双枪电子束镀膜机抽到高真空，即真空度值小于等于1×10-4帕斯卡；步骤2将衬底加热到200-300℃，并控温；步骤3在计算机控制程序中设定两种膜料的淀积速率，开启电子枪总开关，然后启动淀积程序；步骤4在计算机控制下，通过两个石英晶体振动器分别精确控制两种膜料的淀积速率，从而实现需要的折射率膜层。
2.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，其中所述的电子束镀膜机为双电子枪镀膜机。
3.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，其中所述的被蒸发的高、低折射率膜料为常用的光学薄膜膜料，它们是所有介质膜料是硅、锗、氧化钛、氧化钽、三氧化二铝、二氧化硅，也可以是金属膜料，铬、金、银。
4.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，其中使用两个电子枪同时蒸镀不同的折射率膜料。
5.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，其中用石英晶体控制器分别控制两种膜料的蒸发速率。
6.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，改变蒸镀膜层折射率的方法是调整被蒸镀膜料的淀积速率比。
7.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，淀积膜层的过程中，要求恒温控制衬底的温度，这个温度一般为200-300℃，也可以扩展到其它温度；
8.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，所用的衬底可以是光学玻璃表面、也可以是半导体光电子器件腔面、也可以是其它所有的需要淀积光学膜的器件表面。
9.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，两种高、低折射率膜料，可以是熔点接近的膜料，也可以是熔点差别较大的两种膜料。
10.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，蒸镀该种膜层需要在高真空度下进行，真空度值一般小于等于1×10-4帕斯卡。
11.根据权利要求1所述的实现不同折射率膜层的制作方法，其特征在于，膜层的折射率是介于高低两种折射率之间的任意折射率。
全文摘要
本发明属于光学薄膜技术领域，本发明涉及一种实现不同折射率膜层的制备方法，制备过程中，采用高真空下双枪电子束同时蒸镀高、低折射率膜料实现，折射率在高、低两种材料之间连续可变，通过控制两种膜料的淀积速率比精确调节淀积膜层的折射率值，该方法可以制备许多自然界不存在的折射率膜层，制备方法简单可行，而且不受膜料的熔点等性能的限制。
文档编号C23C14/54GK1936069SQ20051008646
公开日2007年3月28日 申请日期2005年9月22日 优先权日2005年9月22日
发明者谭满清, 周代兵 申请人:中国科学院半导体研究所