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进入90年代以后,显示技术和光通信技术的迅猛发展和逐渐的产业化,对于光学薄膜的发展起到了很大的促进和推动作用。人们对光学薄膜的性能提出了更高的要求,从而也对薄膜制造的监控精度提出了更严峻的挑战。目前,国外镀膜工作者在提高膜厚监控精度方面做了大量的工作,最有发展前景的方法就是利用评价函数对镀膜过程进行自动监控,并实时拟合膜层参数,在线修正膜层的吸收误差的方法。尽管国内外不少从事薄膜研究的工作者对此作了大量的研究,但是据文献报道,国内只是在宽带膜厚监控的硬件与软件方面的研究取得了一些进展,在用评价函数进行膜厚监控的精度问题上仍然存在着很多缺陷,这些缺陷严重影响镀膜产品的质量。本文分析了此缺陷的来源,并提出了相应的解决方法。以上所提出的缺陷主要源于理论设计时材料折射率的经验值与实际值之间的误差,和薄膜本身的吸收特性。理论所设计时选择的膜料折射率只是个经验值,而实际制备的薄膜,其实际值与经验值之间总有一定的误差。需要生产的薄膜产品,都是由两种或两种以上的薄膜材料呈周期性交替镀制而成。为了补偿实际值与经验值之间的差距,在镀制第一周期薄膜的过程中,实时拟合出每层膜的实际折射率和消光系数。以此实际值为理论值,重新设计预镀层的膜层数和光学厚度。根据该补偿思想,建立相应的数学模型,该数学模型能够实时计算出镀膜过程中每层膜的光学常数,修改预镀层的膜系结构。
计算膜层光学常数的过程非常复杂,简单的计算方法根本无法进行整个运算过程,试验中通过建立的数学模型,用多项式拟合法实时求解该常数。实验证明用此方法得到的光学常数误差一般不超过5﹪,以此修改膜系结构后,所制备的薄膜产品,其误差可以控制在1﹪以内,从而大大提高膜厚的监控精度。