气相混合蒸镀:拓宽光学薄膜性能与应用

本文主要探讨了光学薄膜的气相混合蒸镀技术，这是一种先进的薄膜制备方法，尤其在改善薄膜性能和设计灵活性方面具有巨大潜力。气相混合蒸镀不同于传统的单一膜料蒸发，它允许通过混合两种或多种不同膜料的蒸气来形成薄膜，从而获得广泛的折射率范围，包括非均匀的折射率分布，这对于设计复杂的光学器件如透镜、滤光片等极为有利。 文章首先回顾了混合薄膜的历史，强调了混合薄膜的优势，如能够根据需要调整折射率，减少光散射，增强抗激光损伤能力，并优化机械性能。混合方式有两种：恒比例混合和变比例混合。恒比例混合确保两种膜料在整个蒸镀过程中保持固定的体积比例，得到的是均匀的混合薄膜；而变比例混合则可以根据预设函数调整两种膜料的沉积速率，制造出折射率随厚度变化的非均匀薄膜。 实验部分采用半自动化的BAK760型箱式真空镀膜机进行气相混合膜的制备，该设备配备有多蒸发源、石英晶体探测头和光学监控系统，能够精确控制蒸发速率和膜厚。反射光路被用于实验，入射角大约为80度。对于气相混合的核心，文章指出其关键在于精确的控制策略，包括对蒸气比例和沉积速率的实时监控和调整。 尽管早期由于技术限制，气相混合蒸镀并未得到广泛研究和应用，但随着电子计算机技术和镀膜设备的进步，尤其是多源蒸发和自动化监控系统的普及，这一技术迎来了新的发展机遇。气相混合蒸镀技术的广泛应用前景广阔，为薄膜科学和光学工程提供了丰富的研究课题，预示着在未来的光学设计中，这种技术将发挥重要作用。