Изготовление и контроль оптических деталей - Ефремов А.А.
Скачать (прямая ссылка):
При изготовлении фильтров подложки располагают в плоскости на максимально возможном удалении от плоскости расположения испарителей. Подложки смещают с оси вакуумной камеры и при нанесении слоев держатель подложек вращают вокруг оси вакуумной камеры, а подложки планетарно вокруг собственной оси.
Для проверки правильности взаимного расположения подложек и испарителей и кинематики перемещения подложек вновь созданную конструкцию опробуют. При этом изготовляют требуемое зеркало или фильтр и тщательно измеряют их спектральные характеристики по центру и краю подложек. Если разница в положении Ао не превышает у зеркала 1%, а у фильтра 0,1%, такая оснастка годна к употреблению. При наличии дефектов, превышающих указанные, следует изменением расстояния испарителей от оси вращения или высоты держателя подложек добиться необходимой равномерности.
Технологический контроль толщины слоев. Осевую зону вакуумной камеры часто используют для размещения устройства фотометрического контроля толщины слоев.
При изготовлении зеркал используют однолучевой фотометр (рис. 20.12). Свет от источника лучистой энергии 1 проходит конденсатор 2, контрольный образец 3 («свидетель»), интерференционный светофильтр 4, объектив 5 и падает на приемник лучистой энергии 6. Назначение конденсора 2— * максимально использовать тело накала источника излучения 1. Фильтр 4 предназначен для выделения узкой спектральной полосы в качестве рабочей. Объектив 5 заполняет излучением вето приемную площадку приемника лучистой энергии 6.
Информацию об изменении толщины слоя получают в виде сме-
Рис. 20.12.Схема однолучевого фотометра технологического контроля толщины слоев
228
щения стрелки или луча на шкале гальванометра 7 по изменению пропускания контрольного образца 3 при образовании на нем слоя.
Пропускание образца 3 с толщиной слоя меняется по синусоидальному закону. Значение максимальной амплитуды, соответствующей образованию слоя оптической толщины в четверть длины волны, получают в зависимости от значений показателей преломления вещества слоя, подложки и заданной длины волны А,о-
Данная схема контроля обеспечивает требуемую точность изготовления слоев, образующих интерференционное зеркало резонаторов лазеров, т. е. ±5% °т значения требуемой толщины. Данная точность достигается применением стабилизированного питания источника излучения; выбором фильтра с длиной волны пропускания, равной (0,92-=-0,94) Я,о, минимальным фоном и без вторичных полос пропускания; опытом оператора, наносящего покрытие.
При изготовлении фильтров необходимо на порядок повысить точность контроля толщины слоев. Это достигается модификацией однолучевой схемы или применением двухлучевой схемы контроля. Разновидность однолучевой схемы контроля показана на рис.
20,13, где 1 — источник излучения, 2— модулятор, 3 — образец, 4 — монохроматор, 5 — приемник излучения, 6 — предусилитель, 7 — фотометрический измеритель толщины, 8 — регистрирующее устройство, 9 — лампа опорного сигнала, 10— предусилитель опорного сигнала.
Разновидность двухлучевой схемы показана на рис. 20.14. После прохождения контрольного образца световой поток падает на светоделитель 1. Часть потока проходит на интерференционный светофильтр 2, объектив 3, модулируется модулятором 4 и собирается на приемнике лучистой энергии 5. Другая часть потока отражается от светоделителя 1, зеркала 6, проходит фотометрический клин 7, интерференционный фильтр 8, объектив 9, а в моменты совпадения прорезей в модуляторе с осью данной ветви модулятор 4 и собирается на приемнике лучистой энергии 5. Таким образом, на приемник лучистой энергии 5 поочередно падают световые потоки, прошедшие разные ветви устройства контроля. Интерференционные фильтры 2 и 8 пропускают длины волн соответственно
и Л,2, причем длины волн фильтров выбраны таким образом, чтобы Х\<‘ко<Х2. Фотометрический клин 7 предназначен для выравнивания значений пропускания фильтров.
Точность контроля повышается с увеличением разности Xi — Х2. При выборе значений и Х2 необходимо учитывать спектральную
ф-^2
У» Cfi в 7 '
Ж 1
nmn
Рис. 20.13. Модификация схемы однолучевого фотометра технологического контроля толщины слоев
229
излучательную способность источника излучения и спектральную чувствительность приемника лучистой энергии, что накладывает ограничения на выбор значений ^ и Х2 фильтров 2 и 8.
. Информацию о достижении заданной толщины слоя в четверть длины волны получают, например, на экране осциллографа 10 по
Рис. 20.14. Вариант схемы двухлучевого фотометра технологического контроля толщины слоев
исчезновению переменной составляющей сигнала, т. е. при достижении равенства световых потоков из обеих ветвей устройства.
Уменьшение полуширины фильтров 2 и 8 до значений ДЯо5=
О ’
= 10ч-15 А также уменьшает погрешность контроля толщины слоев. Существенно повышает процент годных изделий контроль толщины слоя, образующегося непосредственно на подложке, а не на контрольной пластине. Такая технологическая оснастка существует и используется.
Операции нанесения слоев. Технологический процесс содержит следующие операции и приемы:
