专利名称：一种检测光学镀膜机镀膜膜厚均匀性的方法
技术领域：
本发明涉及光学薄膜，特别是一种能准确有效检测光学镀膜机上镀膜厚度均匀性的方法。
背景技术：
光学干涉薄膜技术是光学学科与技术最为重要和最为普及的分支学科之一。在现代光学学科中很难找到不使用单层或多层薄膜的光学元件。它已被广泛的应用于人们的日常生活、工业、农业，建筑、交通运输、医学、天文学、军事和航天等领域。这些薄膜不仅改善系统性能，而且是满足设计目标和作用功能所必须的手段。没有光学薄膜，这些系统将不复存在。光学薄膜是在光学镀膜机中沉积生成的，光学镀膜机镀膜膜厚度均匀性的控制是光学薄膜生产过程中的一个重要问题。所谓膜厚均匀性是指待镀膜基片上所镀的膜厚随着基片在镀膜机真空室内所处的位置变化而变化的一种性质。镀膜机镀膜膜厚均匀性直接关系到产品的良率和薄膜的质量。镀膜机镀膜膜厚均匀性可以通过改变镀膜机的配置或添加修正挡板实现，而准确获得膜厚均匀性数据则是进行均匀性修正的前提。镀膜机镀膜膜厚均匀性的检测通常可以采用沉积测量单层膜或法-泊滤光片来实现。采用单层膜法检测膜层厚度的分布需要沉积比较厚的单层膜，再根据单层膜光谱极值点计算膜厚，这种方法最简单，但准确性较差，不能满足高精度镀膜要求。采用法-泊滤光片法检测膜厚的分布则需要分别沉积间隔层为高、低折射率材料的法-泊滤光片，再分别测量各自的中心波长，最后计算出高、低折射率膜层的厚度，此种方法的准确性很高，但过程复杂，增加了解决问题的劳动量与成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种准确有效的检测光学镀膜机镀膜膜厚均匀性的方法，沉积本发明所述的双腔滤光片，沉积一次就可以准确确定出构成双腔滤光片两种镀膜材料的膜厚分布。本方法适用于各种光学镀膜机沉积各种介质光学薄膜，尤其适用于镀膜机交替沉积两种折射率镀膜材料的镀膜方式。本发明的技术方案如下本发明提供的光学镀膜机镀膜膜厚均匀性的检测方法，其包括如下步骤第一步设计一双腔滤光片膜系，该双腔滤光片膜系为S/(HL)a(HH)d(LH)b(LL)e (HL) VAir 的；其中，S代表基底，Air代表空气，H和L分别代表光学厚度为\ 0/4的Ml材料膜层和M2材料膜层，\ ^为参考波长，且Ml材料膜层的折射率大于M2材料膜层的折射率；a、b、c、d和e均为整数，代表膜层的重复次数；(HL)a为依次沉积H膜层和L膜层并重复a次；(HH)d为依次沉积H膜层和H膜层并重复d次；(LH)b为依次沉积L膜层和H膜层并重复b次；(LL)6为依次沉积L膜层和L膜层并重复e次；(HL)c为依次沉积H膜层和L膜层并重复C次；所述双腔滤光片膜系是指在S基底上依次沉积(HL) \ (HH)d、(LH) \ (LL)6和(HL)e，所述(HIT与Air临界；按此双腔滤光片膜系的镀膜为一个双腔滤光片，在其中心波长两侧各有一个透射尖峰,如图I所示,横坐标为波长,纵坐标为透过率；第二步针对上述双腔滤光片膜系，分别改变Ml材料膜层和M2材料膜层的光学厚度，利用光学薄膜设计软件计算出双腔滤光片中心波长X。，透射尖峰的透过率，填入表2，再计算出双腔滤光片总光学厚度TOT = (OT)H+(OT)l, Ml材料膜层与M2材料膜层光学厚度
比^L，左尖峰极值透过率与右尖峰极值透过率比^L，填入表I ; 表I为Ml材料膜层和M2材料膜层不同光学厚度下的模拟计算数据
权利要求
1.一种检测光学镀膜机镀膜膜厚均匀性的方法，其特征在于，在光学镀膜机上沉积由Ml材料膜层和M2材料膜层构成的双腔滤光片，通过测量该双腔滤光片中心波长和尖峰极值透过率，计算出光学镀膜机上沉积的Ml材料膜层和M2材料膜层的厚度均匀性，其具体步骤如下第一步设计一双腔滤光片膜系，该双腔滤光片膜系为S/(HL)a(HH)d(LH)bOjD6(HL)VAir 的；其中，S代表基底，Air代表空气，H和L分别代表光学厚度为λ 0/4的Ml材料膜层和M2材料膜层，λ ^为参考波长，且Ml材料膜层的折射率大于M2材料膜层的折射率；a、b、C、d和e均为整数，代表膜层的重复次数；(HL)a为依次沉积H膜层和L膜层并重复a次；(HH)d为依次沉积H膜层和H膜层并重复d次；(LH)b为依次沉积L膜层和H膜层并重复b次；(LL)e为依次沉积L膜层和L膜层并重复e次；(HL)c为依次沉积H膜层和L膜层并重复c次；所述双腔滤光片膜系是指在S基底上依次沉积(HL) \ (HH)d、(LH) \ (LL)6和(HL) %所述(HIT与Air临界；第二步从光学镀膜机工件盘中心到边缘摆放数量大于2片的S基片，在S基片上沉积第一步所述双腔滤光片膜系；第三步测量每一片双腔滤光片的中心波长和尖峰极值透过率，将相应数据填入均匀性计算数据备用表；表中涉及M1材料膜层光学厚度(OT)h ；M2材料膜层光学厚度(0 \ ;双腔滤光片左尖峰极值点透过率Tlrft ;双腔滤光片右尖峰极值点透过率I；ight ;双腔滤光片中心波长λ c ；S基片的数量j ;j ^ 2 ；第四步将第三步均匀性计算数据备用表中的测量数据代入下面的公式，计算出每一片的Ml材料膜层光学厚度(OT)h与M2材料膜层光学厚度(01\;所述公式为
全文摘要
一种检测光学镀膜机镀膜膜厚均匀性的方法，包括下列步骤第一步设计本发明双腔滤光片膜系；第二步模拟计算膜层厚度变化对所诉双腔滤光片峰值透过率及中心波长的影响；第三步计算尖峰极值点透过率比值与膜层光学厚度比值，中心波长与总光学厚度，两组数学关系。第四步根据第三步的数学关系，求解计算膜厚的公式；第五步从工件盘中心到边缘摆放数量大于2的基片，沉积本发明所述双腔滤光片，测量出每一片的中心波长和尖峰极值透过率，用第四步的公式计算出每一片两种膜层厚度，得到镀膜机镀膜膜厚度分布即膜厚均匀性。实验表明本发明可以快速准确获得光学镀膜机镀膜膜厚均匀性数据，为镀膜机镀膜膜厚均匀性修正提供依据。
文档编号G01B11/06GK102620664SQ20111003165
公开日2012年8月1日 申请日期2011年1月28日 优先权日2011年1月28日
发明者崔大复, 彭钦军, 袁宏韬, 袁磊, 许祖彦 申请人:中国科学院理化技术研究所