路漫漫其修远--镀膜心得交流

1、写在前面的话我2011年毕业，一直在所谓的专业对口光学公司里奋斗，算来从事镀膜己有三 年多，还算个新手，冇很多的心得体会，在这里和大家交流，最主要的是建立和 大家长期一起进步的良好关系。我2012年开始逛这个论坛，开始也是每天打卡攒金币，然后找合适的资源下载 学习，发现每天看冋帖、在线人数越来越少,大部分经典帖子都是多年前发的， 我想是不是大家要得多、分享的少才导致大神流失的。想法： 我是新手，我相信论坛还冇很多新手，我们一起进步； 大家开始在学习彼此的同时多分享口己的心得，召唤大神们的回归与让论坛 再次繁华起來。言规正传我认为镀膜应该是三部分，懂膜系理论、会使用软件、能用镀膜机做出和合格的

2、产詁。这里理论是基础，软件是辅助，能做出产品才是最终目的。所以我们需要大量的 时间在产线研究镀膜机，大量的学习知识来支撑我们的理论，而不是花更多的时 间在电脑上点击软件。理论：推荐光学薄膜技术_h.a.麦克劳徳_1974,现代光学薄膜技术唐晋发 这 两本书多看几遍，哪怕开始都看不懂，哪怕看了想叶，都得看，叶着叶着就习惯 to如果这点毅力都没冇那还镀什么膜呢？这两木书论坛上都有，可搜索下载。注意：千万不要忽略教材，现在我们所用的很多膜系都有现成的参考模板，所以 很多人可能觉得设计膜系时很好上手，只要优化下厚度就可以，但是当要自己从 零开始调试机器，设定初始工艺膜系，甚至要设计没有初始结构的膜系的

3、时候， 你会感觉自己原來根本就是外行中的业余，这种感觉让人绝望；软件：我只用过macleod和tfcalc,都很不错：macleod功能很强人，计算分 析能力无以伦比，但是很贵；tfc的操作上手快，功能很全而，速度快，而且很 容易搞到软件，我个人更推荐从tfc上手。关于tfc的操作，是论坛上macleod,tfcalc模块冇英文的说明书，百度文库 上也能找到中文译文，能耐下性子的话尽量看英文，原汁原味，通篇看下来对自 己的英文水平有很大提高。多去产线，有很多不理解意思或理解意思不理解用 法的地方，往往在产线镀膜时能够灵光一闪，论坛问大神，而且是冇针对性的 具体例了的问，如果问tfc怎么学？哪里

4、有资料？这类的问题估计没人能回答。生产：这是关键的一步了，耍说的非常多，连载几天几夜也说不完，我也是犬 致谈一下。完整的生产应该是设计好膜系之后，能够达到小批试制并量产才是成 功的镀膜，这需要非常扎实的现场工艺能力，以下几点要求也可以作为学习口标: 懂得镀膜机操作，明口镀膜机各个主要部件的工作原理，能够维护保养镀膜 机部件其至整机最佳 能够试制并计算各种镀膜材料的参数（折射率、吸收值），并在试制的同时掌 握材料的特性、工艺要求、不同蒸镀方法会产生不同的效果（这需要大量的 积累和大量的交流学习，每个公司肯定有自己熟悉的材料和非常好的材料工 艺） 能够保证自己加工出来的镜片光谱要求和设计一致，不一

5、致时能找到调整的 方向（这也是理论到实际关键的一步，也需要多练多学多试）说了这么多，那具体怎么样上手呢？万事开头难。开始：我开始学习镀膜的时候，机器不会、理论一知半解、软件不会操作，感 觉无从下手，看了很多这种那种的书，还是一团糟，心中更是狂躁无比。如果你 也有这种感觉，我这里有个建议：当你觉得无从下手吋，先不要问怎么学镀膜， 直接去产线，先口己动手学会如何操作镀膜机。镀膜机上肯定有原来好的膜系，所以学会操作镀膜机，可作为第一步。在学习镀 膜的时候，工艺是提升得最快的，比如说简单的镀单层ar。我们是用的mgf2, 你可以有心的去发现mgf2用塩竭、阻蒸都能加工，各有什么优缺点？ mgf2 颗粒

6、大还是颗粒小的好？多层膜材料al2o3> h4、ti02、os50、si02等等也是一样的，什么材料需要预熔？为什么？其至每种材料的成膜速率、光斑大小、 应力等都是要考虑并研究的。开始我们不懂，我们只管记住现有材料的工艺，不 断总结，等要试新材料的时候，你会发现其实你已经练成了。同步：在镀膜操作的同时，理论和软件也是同步进行的。而且理论可以得到很 好的印证，还是单层ar膜来说。我为什么选择mgf2,因为镀膜理论上的公式干涉示意图._nx-n2反射率计算1 nq +5 2 n + n2矢量图 从矢量图上可以看到，合振幅矢量r随着rl和2之间的夹角2 5而变化合矢量端 点的轨迹为一园周。当膜

7、层的光学厚度为某一波长的四分z时，则两个矢量 的方向完全相反。可见当厚度为某一波长1/4,并且时剩余反射为零。易得出r,=r2即"°一弘=/?（）+©二® 一“2则® =倆匚，所以此时我们可以得出两个结5 + n2论，要得到单层最低反射率，镀膜材料折射率选择要n,=倆匚，如空气（5=1）垂直入射到k9玻璃（池= 1.51）, ®=1.23但是这个折射率材料不存在，所以k9单层膜无法达到反射率为。又有公式"豁j知，®越小，r越小，所以我们取折射率最小的mgf2材料作为单层膜材料。厚度也可以确定，光学厚度为四分之一波长

8、，如果我们要得到550nm最低反 射率，那么他的光学厚度泌#,所镀的物理厚度（也就是tfc上的thickness （nm） 99.32为心缶熬朋曲（也是tfc里而屮心波长为550,默认的-个厚度。默认的 其实就是&的光学厚度）4注意：书上的公式等等，我们看不懂推理过程，繁复的导纳没关系，一定耍找 到每次推理的结论，每个推理最后的结果就行，并加以应用。我们计算的是物理厚度，到镀膜机台上的实际厚度还需要先计算材料折射率导 入tfc,计算tooling值，将膜系设计上的物理厚度转化为实际厚度。（这在以 后可能会讲到）antireflection coating 550 nm 于是，只要善用结

9、论，双层到多层的膜系，也是在书中可以找到方向，两层 红线（下）：1.38h 0.61l兰线（上）：0.31h 2.77l其中 nh =1.7 nl =1.46nh =2.01gt.62nl =1.380.15h 0.5m 1h 0.1m0.5h il到多层ar的时候，这时候的膜系设计，其实大部分是为了熟悉软件的使用，因 为多层膜折射率计算和厚度计算的工作奇大，人类很难自己完成，所以要借助软 件如tfc。此时上手，最好是参考以往膜系的结构，记住它熟悉它并创新它。带 着问题去镀膜，带着问题尝试着设计。公司以往的ar膜用哪几种材料？这些材 料如何搭配？膜堆结构如何？比如。k9基底，结构参考1.5l0

10、.6m1.6h0.9l (心=2.01nw=1.62nl=1.38)折射率高一点的基底(zf52)0.9m 0.25l 0.9m 1.6h 0.9l (知=2.01nw=1.62nl=1.38)或者0.3l 0.4h 0.3l 1.0h0.15l 0.75h il (nh =2.25勺=1.46)书上也能找到ur膜的设计思路，如长波通膜堆(0.5h l 0.5h) an 短波通膜 堆(0.5l h 0.5l)an同样的，高反、分光等等的设计思路也能找到。个人建议：增透膜的初始结构最好是参考公司现有的膜系。高反、滤色片等等可 以参考现有膜系，也可以查资料找膜堆。过程参考： 根据图纸要求，选定膜系

11、类型及材料：参考上述内容、参考以往膜系、翻书。（此吋不用先设计膜系） 设备的调试：使用常用材料做修正板，同时计算材料的折射率与tooling值（这 一步其实很难说是第一步述是第二步,和冇交叉无先后），制定材料的工艺, 修好均匀性，如杲木身公司这些材料参数已经很稳定，则这一步可以省略； 设计出合理的膜系； 试制生产： 调试到满足要求的产品为止。满足要求： 机械性能，即膜层牢固度、表面疵病控制等等。这一部分更依赖于工艺的保 证；修改工艺的同时要确保折射率tooling等参数没冇大变化，如果冇变化， 重复上面的步骤。 光学要求，r和t满足。如果反射光谱不满足要求，那么在tfc上模拟调整 一层或几层的厚度，茯至重新调整品振比例。总结： 膜系设计的思路一定要清晰，最重要的是找到合适的初始结构。这样用tfc 优化设计模拟的时候才能事半功倍。 一定要保证