光学薄膜镜片通过在基片上镀膜（介质膜或者金属膜）实现对光束反射率和透过率的控制，是科研和工业生产中最常用的光学器件之一。为了使镜片能够达到我们想要的反射率、透过率、吸收损害、抗激光损伤等特性，需要采用有针对性的镀膜技术方案。本文对常见的技术镀膜技术方案的原理、特点、应用进行对比介绍。

       目前的镀膜方法主要有以下几种：电子束蒸发（EBE），离子辅助沉积（IAD），磁控溅射（MS），离子束溅射（IBS），原子层沉积（ALD）。

电子束蒸发（EBE）

     电子束蒸发（EBE）是一种传统的涂层技术。由于其高蒸发率，涂覆时间相对较短，且容量大，具有良好的性价比。

     在温度>250°C的高真空室中使用电子束枪发射高压电子束，该电子束被聚焦到装有涂层材料的水冷旋转坩埚中。光束可产生约2000°C的高温熔化并蒸发材料。材料蒸汽以云的形式移动到安装在腔室顶部球形或平面圆顶中的基片上。蒸汽在基片表面凝结，形成主要具有柱状结构的薄膜。同时旋转圆顶可匹配表面几何形状并实现最佳的涂层厚度分布。

EBE可以使用许多不同的涂层材料（金属、金属氧化物或氟化物和硫化物），因此应用范围从DUV到IR。由于多孔柱状结构，EBE涂层具有一些热漂移。

EBE的优缺点

+高沉积速率

+良好的性价比

+高LIDT

+DUV至IR

–热漂移

离子辅助沉积（IAD）

离子辅助沉积（IAD）基于如前所述的电子束蒸发（EBE）涂层系统，但具有额外的等离子体源。通过射频加热阴极的直流放电，蒸汽中的分子被激活并电离，形成的氩离子和氧离子以高达150eV的能量撞击基板。形成更致密的微观结构，从而消除了热漂移。

IAD仍然具有EBE高蒸发率的特点，这有助于降低成本，但它仅限于某些涂层材料，例如不能使用氟化物。通过使用优化的参数，可以最小化内应力。在VIS/NIR中，LIDT通常接近EBE。

IAD的优缺点

+密度接近体积

+无热漂移

+高沉积速率

+内部应力可以优化

±VIS/NIR: LIDT接近EBE

磁控溅射（MS）

       磁控溅射（MS）使用磁控等离子体在基板上溅射金属层，然后在微波等离子体中将其氧化为化学计量比的金属氧化物。这种技术可以生产非常致密和坚硬的涂层。

      在镀膜机中，一个直径为120厘米的滚筒用于固定基材。它在两个磁控管和微波的前方垂直旋转。电离氩等离子体在靶前形成，带正电的氩离子被加速朝向带负电的靶，并在基板上溅射金属原子。旋转到微波等离子体中，金属膜被氧化，为下一个循环做好准备。

在一种配置中可以使用两种不同的材料靶。溅射速率非常稳定，因此可高精度控制厚度。特别是对于UV涂层和连续波应用，可以实现非常高的LIDT。

该工艺适用于塑料或其他非玻璃状材料（如纤维端部）的低温涂层。

与所有溅射技术一样，MS制成的涂层可能具有高应力，具体取决于波长区域和使用的涂层材料。

MS的优缺点

+非常致密和坚硬的涂层

+ESA认证的太空

+高精度

+UV涂料和连续波的高LIDT

+低温涂料

–压缩应力（视情况而定）

离子束溅射（IBS）

     离子束溅射（IBS）是目前满足激光光学关键要求的最先进的镀膜技术。

     IBS与RF枪配合使用，通常用于卫星推进。氩离子在金属靶上加速约1.5 kV。涂层材料从靶材上溅射下来，并在旋转的基板夹具上凝结。对于标准IBS镀膜机，均匀的涂层分布仅限于直径约30厘米的区域。

由于薄膜生长的最高精度和非晶态、几乎无缺陷的微观结构，IBS被认为是当今薄膜行业最先进的涂层技术。

与磁控溅射一样，IBS是一种内部温度不超过150°C的“冷”过程。通过沉积在后表面上的补偿层，包括额外的光学特性，例如作为AR涂层，可以降低应力。

IBS的优缺点

+最高精度、最复杂的涂层设计

+损失最低

+优异的微观结构

+高密度

±应力，可以补偿

–沉积速率低

原子层沉积（ALD）

原子层沉积（ALD）是一种特殊的化学气相沉积（CVD）技术，用于创新和定制的光学应用，具有亚纳米级的极端薄膜保形性和厚度控制。

ALD基于顺序、自限性、逐层沉积。固体薄膜是由基材表面上发生的前体分子气相之间的化学反应形成的，通常会预热（150-350°C）以热引发该反应。

膜在每个循环中仅按顺序形成一个单层。这提供了极端的沉积一致性和厚度控制，但增加了涂层时间。生长自然没有针孔，堆积密度接近块状材料。

ALD的另一个特点是可以涂覆几乎任何3D光学器件，即使具有高纵横比或强烈弯曲的表面，例如特殊的棱镜、半球或管。所有表面可以一次涂覆，也可以在需要时进行保护。

由于不需要添加能量（如使用额外的离子源）来实现更好的密度，因此ALD等化学工艺通常显示出较低的内应力。

ALD的优缺点：

+3D光学涂层

+极端的薄膜一致性

+优异的微观结构

+内部应力低

±所有表面均已涂层

–沉积速率低

–生产成本高

各镀膜的应用：

     北京海科思锐光电仪器有限公司作为一家专业的激光/光电产品代理公司，代理产品包括：各种激光器（半导体激光器，固体激光器，光纤激光器，气体激光器等，连续，纳秒，亚纳秒，皮秒，飞秒，单频，宽调谐激光器等），激光测试设备（激光功率计/能量计，光斑分析仪，M²仪，光谱仪，波长计，红外观察仪，光电探测器，自相关仪等），激光与光学元器件（激光镜片，隔离器，光栅，滤波片，半导体激光电源，光纤器件），光谱仪器，光机械（光学隔震平台，位移台，调整架，光机组件等）。

联系方式：

电话：010-62566138

E-mail:sales@bjhksr.com

网址：www.bjhksr.com