Справочник технолога-оптика - Окатов М.А.
ISBN 5-7325-0236-Х
Скачать (прямая ссылка):
Конструкция держателя контрольных образцов обеспечивает смену контрольных образцов, предусматриваемую технологическим процессом (например, вращающийся диск с гнездами для образцов; стакан, размещающий стопу из нескольких образцов, сбрасываемых по мере использования). Для выделения контрольной дли- ¦ ны волны используют монохроматоры различной степени разрешения и интерференционные фильтры. В качестве фотоприемников ! служат фотоумножители различных марок, позволяющие регистрировать измерения в области 0,16-1,10 мкм, и фотосопротивления, расширяющие область фотометрирования до 2,5-3,0 мкм.
Электрический сигнал после усиления подается на приборы ре-гистрации (цифровой вольтметр, дисплей и др.). В отечественных установках широко применяют фотометры СФКТ-751В, СФКТ-751И, СФКТ-801У. Существуют различные модификации фотометрического метода, направленные на повышение точности, например метод сравнения спектральных коэффициентов пропускания (отражения) для двух длин волн [8.11] и др.
В каждом конкретном случае необходимо учитывать различие толщины слоя на контрольном образце и рабочей детали (вследствие различия их положения по высоте и температуры рабочей поверхности), которое связано соотношением nhK = an/ip. ’
Зная оптическую толщину слоя и время его нанесения, определяют скорость нанесения покрытия. Используются также специальные измерители скорости (см. п. 8.2.2).
488
8.5. ПЛЕНКООБРАЗУЮЩИЕ И ПЛЕНОЧНЫЕ МАТЕРИАЛЫ
Требования и свойства. Основными критериями качества диэлектрических пленочных материалов являются: прозрачность, показатель преломления, однородность, плотность, адгезия, твердость, механические напряжения, устойчивость к воздействию окружающей среды и т. д. [8.12, 8.13, 8.63].
Световые потери (поглощение, рассеяние) в диэлектрических пленках, используемых для большинства интерференционных покрытий, должны быть минимальны. Для многослойных покрытий с малыми потерями коэффициент поглощения К составляющих слоев не должен превышать 1 • 10-4, для световодов К<Ъ ¦ 10-8. Показатель преломления п диэлектрических пленок зависит от природы материала. Он возрастает с увеличением атомного веса элемента (например, для кремния п = 3,4, а для германия п = 4,0) и ниже у соединений с преимущественно ионной связью. Показатель преломления осажденной пленки, как правило, ниже показателя преломления материала в массе и может изменяться в зависимости от структуры, размера зерен, плотности покрытия и других факторов. Например, для пленок ТЮ2 показатель преломления изменяется от 1,9 до 2,6 при переходе от аморфной структуры к анатазу и рутилу. Увеличение показателя преломления с ростом размера зерен характерно для некоторых оксидных пленок. Низкая плотность пленок приводит к уменьшению показателя преломления. Показатель преломления пористой пленки возрастает при переносе ее из вакуума в атмосферу за счет сорбции воды. На микроструктуру, размер зерна и плотность упаковки существенное влияние оказывает температура подложки. Для более высоких температур характерны более высокие плотности и крупнозернистые структуры (при *подл = 250 300 °С многие пленки имеют плот-
ность более 0,9). На показатель преломления оказывает влияние неоднородность пленки, которая является результатом нестабильности параметров осаждения (давления остаточных газов, скорости осаждения, температуры подложки), а также результатом разложения, диссоциации нестойких соединений и смесей во время испарения.
Важнейшими характеристиками покрытий являются прочность на истирание и степень сцепления покрытий с подложкой (адгезия). Адгезия может быть увеличена за счет предварительной подготовки поверхности (очистки, тлеющего разряда, ионного полирования), нанесения тонких промежуточных (адгезионных) слоев. В целом ряде случаев адгезия выше для слоев, нанесенных на нагретую подложку. Наиболее хорошее сцепление со стеклянной подложкой (и другими материалами) имеют оксидные пленки.
Тонкие пленки обычно находятся в напряженном состоянии. Возникающие напряжения обусловлены структурой слоев (собственные напряжения) и различием термических коэффициентов растя-
489
жения пленки и подложки (термические напряжения). Напряжения могут приводить к растрескиванию и отслаиванию покрытия, к несовместимости пленочных комбинаций и деформации подложки. Путем сочетания слоев с напряжениями различного знака можно управлять напряжениями в многослойном покрытии [8.71-8.73].
В ряде случаев пленки должны быть устойчивы к воздействию низких и высоких температур, влаги, химических реагентов и другим воздействиям окружающей среды. Покрытия для лазеров должны быть устойчивы к лазерному излучению. В табл. 8.7 приведены свойства наиболее распространенных диэлектрических пленочных материалов. i
Слои фторидов применяют преимущественно в качестве низко- I преломляющего компонента в УФ-, видимой и ИК-областях спект- ] ра, оксидные пленки — в УФ-, видимой и близкой ИК-областям спектра, а также в ИК-области спектра до 5-8 мкм. В области далее 8 мкм оксидные пленки применяют в качестве адгезионных и защитных. В ИК-области спектра в качестве высокопреломляю-щего компонента наиболее широко используют слои сульфидов, селенидов, теллуридов, металлов, слои германия, кремния, халькоге-нидные композиции и др.
