专利名称：光学测量系统的屏蔽方法
技术领域：
本发明涉及用于光学测量系统抗电磁干扰的屏蔽方法，属于光学测 量系统的屏蔽技术领域。
背景技术：
现代光学测量仪器(如激光测距仪等)的系统中，由于测量线路 和仪器在不同的环境下工作，不可避免地受到各种外界和内在电磁信号 的干扰，从而产生测量误差。特别是近年来由于电子对抗技术的迅速发 展和它在光学测量技术中的广泛应用，使光学测量仪器在灵敏度、准确 度和测量速度等方面都有大幅度的提高，这时干扰信号引起的误差和仪 器的允许误差相差无几，甚至大于仪器的允许误差，排除电磁干扰对测 量系统的影响已成为提高测量质量和精度的关键问题。
发明内容
本发明根据不同光学测量系统对屏蔽信号的要求，发现IT0薄膜可 以用来制造一种透明的电磁干扰屏蔽窗口，它既可以反射电磁波又具有
足够的可见光透过率，屏蔽性能直接与面电阻有关。同时no薄膜具有
电阻率低、透射率高、均匀性好和较高的机械强度，能够满足光学测量
系统的要求。采用射频磁控溅射的方法和IT0烧结靴，在光学k9玻璃
为基材的光学零件表面沉淀一层no透明导电薄膜，通过优化工艺参数， 如真空度、基材温度、氧分压和真空退火处理等，制备了一系列满足要
求的ITO膜光学屏蔽产品，并成功地应用于现代激光测距仪的光路成像
系统中。
本发明的目的就是针对光学测量系统工作中受电磁千扰引起误差 的问题，提供一种能屏蔽电磁干扰信号，减少对测量精度的影响，提高 光学测量质量的屏蔽方法。
本发明的目的是这样实现的，光学测量系统的屏蔽方法，其特征是 在光学测量系统的光学k9玻璃表面上镀IT0透明导电薄膜。
所述的镀no透明导电薄膜的步骤包括
① 将激光测距仪的光学k9玻璃镜面进行清洁预处理；
② 采用DHK-500镀膜装置(北仪集团制造)和ITO烧结靶(德国莱 宝公司定制)；
③ 将预处理的光学k9玻璃镜面的镜片装夹在DHK-500镀膜装置内 的基片架上，光学k9玻璃镜片与溅射靶的靶面之间距离为40 50mm;
@抽真空，使真空室的本底真空度高于5X10—3Pa，充入氩气真空度 达到6X10—3pa 7Xl(TPa，施加射频电压，将电压控制在300 500V， 发生辉光放电现象，形成等离子区，通入氧气，真空度达到9. 1X10—3 Pa 9.9X10—3 Pa;
⑤ 根据屏蔽性能的要求，计算ITO薄膜的厚度，并通过石英晶体薄 膜厚度测量仪在线监控薄膜生长厚度；
⑥ 调节溅射功率达到280W 320W，正常沉积ITO薄膜；
⑦ 达到设定薄膜厚度后，停止溅射，-
⑧ 对光学k9玻璃表面上沉积薄膜ITO膜，经过38(TC 42(TC温度 下35min 45min热处理退火工艺，面电阻值可降至5 15 Q/□，制得 ITO透明导电薄膜。
所述的清洁预处理是先用去离子水冲洗光学k9玻璃镜面去除灰尘 和固体污物，然后用酒精和乙醚混合液浸泡光学k9玻璃镜面去除油污 后，采用干燥热风机吹干玻璃表面，用高级擦镜级浸醇醚混合液对局部
污点一个方向擦拭干净，用紫外灯分解碳氢化合物后，用醋酸戊酯硝化 纤维保护镜面。
本发明工艺合理先进，在光学测量系统的光学k9玻璃表面上镀IT0
透明导电薄膜，该镀膜具有透射率高、镀层均匀、光洁，不易脱落等优 点，使光学测量仪器在各种环境下工作，都能排除电磁干扰，提高光学 测量仪器的测量质量，可广泛应用于激光测距系统的光学仪器。
IT0透明导电薄膜是一种n型半导体，具有较高的自由载流子浓度 (数量级在1020cm"，较低的电阻率(10—:' 10—4Q cm)，适当的带宽 (2.62 3. 75ev)。实验中，我们采用RF平面磁控溅射的方法制备ITO 膜。实验设备是D服-500 (北仪集团)；溅射用的靶材由德国莱宝公司定 制，纯度为99.99%，由90wt。/。In203+10wt。/oSn02配制而成。沉积薄膜的 光学零件装夹于基片架上；基片烘烤靠多组镍铬丝加热，基体温度是通 过固定在基片附近的热电偶测量，并通过电子温度控制器使其保持在所 需温度上；基片与靶面之间距离为40-50ram;溅射所用的氩气和氧气纯 度为99.99%以上。溅射前本底真空度一般不低于5X10—3Pa，充入氩气 真空度达到6X10—3 Pa 7X10—3Pa，施加射频电压，将电压控制在300 500V，发生辉光放电现象，形成等离子区，通入氧气，真空度达到9. 1 X10—" Pa 9.9X10—3 Pa，气体电离产生的正离子在阴极电场作用下通 过暗区加速，以几百电子伏的能量撞击阴极靶面，从阴极溅射出的靶原 子到达基体(玻璃)附近时，由于基体物理和化学吸附作用，部分被吸 附到表面层，形成稳定化合物而凝结成核，最终成致密的薄膜，形成的 ITO膜有较多的结构缺陷，须经真空退火处理，才能获得较低的电阻、 较高的透过率且均匀度较好的透明导电膜。
对形成的ITO膜进行真空退火处理。针对光学测量系统中，由于测 量线路和仪器在不同的环境下工作，存在各种外界和内在电磁信号的干
扰，对己经制备的厚度各异的ITO薄膜，须在Ar-(X)混合气氛(流量比
是4: 1)中进行真空退火处理，其目的是让薄膜进一步优化配比，将吸
附在薄膜中的反应气体及附带体(指氧原子或其它吸附原子)，在退火 中将逸出膜表面留下空位，增加自由电子,提高薄膜导电性，退火温度 和时间将是气体逸出多少的参数，合理选择这两个参数，即可降低电阻
率和提高透过率。经过400。C温度下40min真空热处理退火工艺，面电 阻值可降至10 25Q/口。
不同面电阻率的ITO薄膜在不同微波频率下吸收损耗和反射损耗不 同，因而微波屏蔽性能不同。电阻率越低，热损耗和抵消损耗越大，吸收 损反射损耗越大。通过EMC标准测试，在300 1000MHz频段面电阻在 10 25 Q /□的ITO薄膜，屏蔽衰减在X轴方向和Y轴方向均达到-35Db。
图1是DHK-500镀膜装置示意图2是ITO薄膜的屏蔽特性曲线示意图。
图中l.旋转电机，2.低温等离子体，3.溅射靶(靶材)，4.基片 架，5.热电偶，6.Ar充气口， 7.抽气口， 8薄膜厚度测量仪，9.02充气 口， 10.真空室。
具体实施例方式
在光学测量系统的k9玻璃表面上镀ITO透明导电薄膜。 镀ITO透明导电薄膜的步骤
(1)、将激光测距仪的光学k9玻璃镜面进行清洁预处理；
① 用去离子水冲洗去灰尘和固体污物；
② 用酒精和乙醚混合液浸泡去油污；
③ 用干燥热风机和扁平喷口吹干玻璃表面。
用高级擦镜级浸醇醚混合液对局部污点一个方向擦拭，
用暗场照明检验，用紫外灯分解碳氢化合物； ⑤用醋酸戊酯硝化纤维保护镜面，待镀。
(2) 、采用DHK-500镀膜装置(北仪集团制造)和IT0烧结靶(德国 莱宝公司定制)；
(3) 、将预处理的光学k9玻璃镜面的镜片装夹在DHK-500镀膜装置 内的基片架4上，光学k9玻璃镜片与溅射靶3的靶面之间距离为45mm;
沉积薄膜的光学k9玻璃镜面的镜片装夹于基片架上；基片架随旋 转电机1转动，镜片烘烤靠DHK-500镀膜装置的多组镍铬丝加热，镜片 温度是通过固定在基片架附近的热电偶5测量，并通过电子温度控制器 使其保持在所需温度上；
(4) 、对真空室10抽真空，获得本底真空度不低于5X10—3Pa;
(5) 、经Ar充气口 6充入氩气，真空室10真空度达到6. 65X 10—3 Pa;
(6) 、施加射频电压，将电压控制在300 500V;发生辉光放电现象， 形成低温等离子体2区；
(7) 、 02充气口9通入氧气，真空室10真空度达到9. 31X10—3 Pa;
(8) 、根据屏蔽性能的要求，计算ITO薄膜的厚度，并通过FTM-III (C)(上海光建机电技术有限公司制造)石英晶体薄膜厚度测量仪8在线
监控薄膜生长厚度；
(9) 、调节溅射功率达到300W，正常沉积ITO薄膜；
鹏、达到设定薄膜厚度后，停止溅射；
m)、在Ar-02混合气氛(按流量比例4: 1)中进行真空退火处理实 验，经过40(TC温度下40min热处理退火工艺，面电阻值可降至10 25 Q/口，制得ITO透明导电薄膜。
权利要求
1、一种光学测量系统的屏蔽方法，其特征是在光学测量系统的光学k9玻璃表面上镀ITO透明导电薄膜。
2、 根据权利要求1所述的光学测量系统的屏蔽方法，其特征是所述 的镀ITO透明导电薄膜的步骤包括① 将激光测距仪的光学k9玻璃镜面进行清洁预处理；② 采用DHK-500镀膜装置和ITO烧结靶；③ 将预处理的光学k9玻璃镜面的镜片装夹在DHK-500镀膜装置内的 基片架上，光学k9玻璃镜片与溅射靶的靶面之间距离为40 50rara;④ 抽真空，使真空室的本底真空度高于5X10—3Pa，充入氩气真空度 达到6X10—3Pa 7Xl(T3Pa，施加射频电压，将电压控制在300 500V， 发生辉光放电现象，形成等离子区，通入氧气，真空度达到9. 1 X 10—3 Pa 9. 9X1(T3 Pa;⑤ 根据屏蔽性能的要求，计算ITO薄膜的厚度，并通过石英晶体薄 膜厚度测量仪在线监控薄膜生长厚度；⑥ 调节溅射功率达到280W 320W，正常沉积ITO薄膜；⑦ 达到设定薄膜厚度后，停止溅射；⑧ 对光学k9玻璃表面上沉积薄膜ITO膜，经过38(TC 42(TC温度 下35min 45min真空热处理退火工艺，面电阻值可降至10 25Q/口， 制得ITO透明导电薄膜。
3、 根据权利要求2所述的光学测量系统的屏蔽方法，其特征是所述 的清洁预处理是先用去离子水冲洗光学k9玻璃镜面去除灰尘和固体污 物，然后用酒精和乙醚混合液浸泡光学k9玻璃镜面去除油污后，采用干 燥热风机吹干玻璃表面，用高级擦镜级浸醇醚混合液对局部污点一个方 向擦拭干净，用紫外灯分解碳氢化合物后，用醋酸戊酯硝化纤维保护镜 面。
全文摘要
本发明公开了一种光学测量系统的屏蔽方法，其特征是在光学测量系统的光学k9玻璃表面上镀ITO透明导电薄膜。镀膜步骤包括将光学k9玻璃镜面进行预处理；采用DHK-500镀膜装置和ITO烧结靶；将预处理的镜片装夹在基片架上，镜片与靶面之间距离为40～50mm；抽真空，充入氩气，施加射频电压，形成等离子区，通入氧气，监控薄膜生长厚度；对光学k9玻璃表面上沉积薄膜ITO膜，经过真空退火工艺，制得ITO透明导电薄膜。本发明工艺合理先进，在光学测量系统的光学k9玻璃表面上镀ITO透明导电薄膜，使光学测量仪器在各种环境下工作，都能排除电磁干扰，提高光学测量仪器的测量质量和精度。
文档编号G01S17/08GK101183152SQ20071002086
公开日2008年5月21日 申请日期2007年4月10日 优先权日2007年4月10日
发明者赵毅红, 陈荣发 申请人:扬州大学