第三章薄膜制造技术
光学薄膜可以采用物理汽相沉积（PVD)和化学液相沉积（CLD)两种工艺来获得。CLD工艺简单，制造成本低，但膜层厚度不能精确控制，膜层强度差，较难获得多层膜，废水废气对环境造成污染，已很少使用。
PVD需要使用真空镀膜机，制造成本高，但膜层厚度能够精确控制，膜层强度好，目前已广泛使用。
PVD分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。
制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识
用物理方法制作薄膜，概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量，使它分解为原子、分子或少数几
个原子、分子的集合体（从广义来说，就是使其蒸发），并使它们在其他位置重新结合或凝聚。
在这个过程中，如果大气与蒸发中的物质同时存在，那就会产生如下一些问题：
①蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒，难以制得均匀平整的薄膜；
②空气分子进入薄膜而形成杂质；
③空气中的活性分子与薄膜形成化合物；
④蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成
化合物，从而不能进行正常的蒸发等等。
因此，必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去，这个
过程称为抽气。空气压力低于一个大气压的状态称为真空，
而把产生真空的装置叫做真空泵，抽成真空的容器叫做真空
室，把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。制作
薄膜最重要的装备是真空设备．
真空设备大致可分为两类：高真空设备和超高真空设备。二
者真空度不同，这两种真空设备的抽气系统基本上是相同
的，但所用的真空泵和真空阀不同，而且用于真空室和抽气
系统的材料也不同，下图是典型的高真空设备的原理图，制
作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类。
下图是超高真空设备的原理图，在原理上，它与高真空设备
没有什么不同，但是，为了稍稍改善抽气时空气的流动性，
超高真空设备不太使用管子，多数将超高真空用的真空泵直
接与真空室连接，一般还要装上辅助真空泵（如钛吸气泵）
来辅助超高真空泵。
3.1 高真空镀膜机
1.真空系统
现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。普通所说的
真空镀膜，基本都是在高真空中进行的。
先进行(1)然后进行(2)。因为所有的（超）高真空泵只有在真空室的压力降低到一定程度时才能进行工作，
而且在高真空泵（如油扩散泵）中，要把空气之类的分子排出，就必须使排气口的气体压力降低到一定程
度。
小型镀膜机的真空系统
低真空机械泵+高真空油扩散泵+低温冷阱
低真空机械泵先将真空室抽到＜5pa的低真空，为后续抽真空提供前提条件；机械泵与油扩散泵组成串联
机组，可将真空室抽到10-3 pa的高真空。
大型镀膜机
高真空油扩散泵+低真空机械泵+罗茨泵+低温冷阱
罗茨泵作为提高抽气速度、压缩抽真空时间、提高生产效率的辅助真空泵。
无油真空系统
高真空低温冷凝泵+低真空机械泵
低温冷凝泵的最大优点是无油，有效避免了油扩散泵的油污染问题。膜层更牢固。
2、热蒸发系统
电阻热蒸发电极两对、电子束蒸发源一个或两个。
电阻热蒸发电极用于蒸发低熔点材料；电子束蒸发源用于蒸发高熔点材料。
3、膜层厚度控制系统
①石英晶体膜厚仪——基于石英晶体振荡频率随膜层厚度的增加而衰减的原理进行测厚，测的是膜
层的几何厚度。
②光电膜厚仪——以被镀零件的光透射或反射信号随膜层厚度的变化值作为测量厚度的依据，测的是膜
层的光学厚度。灵敏度较低。
3.2 真空与物理汽相沉积
用物理方法制作薄膜，概括起来就是给薄膜材料加上热能或动量，使它们蒸发，并在其他位置重新结
合或凝聚。
PVD设备被称做真空镀膜机。这些设备的共同突出的特点就是需要高真空。
3.2.1 PVD 与真空
1、热蒸发工艺过程
光学薄膜的淀积中用得最多的是热蒸发法。它的基本原理是把被蒸发材料加
热到蒸发温度，使之挥发淀积到放置在工件架上的零件表面，形成所需要的膜层。
见右图 1
一般运用的加热方式主要有电流加热、高频加热和电子束加热。
2、大气PVD存在的问题
常压时，气体分子密度太高，进入膜层成为杂质。蒸发膜料大多因碰撞而无法直线到达被镀件。
3、真空PVD的优点
气体分子的平均自由行程大于蒸发源到被镀件之间的距离。被镀膜层材料在高真空条件下容易蒸发，
容易获得高纯膜，膜层坚硬，成膜速度快。
3.2.2 真空与压强
所谓“真空”，是指在给定的空间内，压强低于101325帕斯卡(也即一个标准大气压强约101KPa)的气体状态，并非一无所有。处于真空状态下的气体稀簿程度，通常用“真空度”来表示。“真空度”顾名思义就是真空的程度。是真空泵等抽真空设备的一个主要参数。
真空度的计量采用与压强相同的方法和单位。
高真空度——低压强；低真空度——高压强
压强单位：Pa（帕斯卡Pascall），简称“帕”
1(atm)标准大气压=760mmHg=101325Pa
真空在薄膜制备中的作用主要有二个方面：
一是减少蒸发材料的分子与残余气体分子的碰撞，这样才能将分子在蒸发过程中所得到的动能，全部转换成与基板的结合能，以得到牢固的光学薄膜。
二是抑制蒸发材料的分子与真空室中残余气体之间的反应。
3.2.3 PVD所需真空度
基本确定原则：气体分子的平均自由程大于蒸发源到被镀件之间的距离d。即膜料蒸汽的每一个分子都无碰撞地喷镀到零件表面。经计算，当d=1m时，真空度p=7×10-3Pa，但此时的碰撞概率为63%。规定：碰撞概率＜10%；计算：真空度p≈7×10-4 Pa
大多数镀膜机的d=0.5m，所以光学镀膜机的真空度指标设定为p＜ 1.3×10-3 Pa
这时才能有效地减少碰撞现象的产生。
3.3 真空的获得与检验
真空泵是获得真空的关键设备，现代光学薄膜技术中获得真空的设备主要有以下几种：
机械泵——罗茨泵——油扩散泵——分子泵——冷凝泵等。
3.3.1 真空泵
1、真空与真空泵
抽真空——抽出容器内的气体，获得真空状态的过程或动作。
真空泵——用于抽出容器内气体的机器。
2、常见真空泵类型
⑴分类
气体传输泵——能使气体不断吸入和排出而达到抽气的目的。如油封旋片式机械泵、罗茨泵。
气体捕集泵——利用泵体、工作物质对气体分子的吸附和凝结作用抽出容
器内的气体。如低温泵、吸附泵。
⑵各种真空泵的工作范围
实际上能够直接用于抽大气并向大气中排气的真空泵只有机械泵。而
单独使用机械泵只能获得低真空。因此，镀膜机的真空机组最少需要两个
真空泵形成接力式真空机组，才能获得所需要的高真空度。
3、旋片式机械泵
机械泵是采用旋片式的转子和定子组成，随着转子的旋转，不断地进行
吸气、压缩和排气的循环过程，使连到机械泵的真空室获得真空。
油的作用：
它有润滑和密封的作用，排气阀及其下部的泵体空腔用密封油密封，
机械泵的密封油即机械泵油，它是一种矿物油。
4、油扩散泵典型的高真空泵
在圆柱状的筒内安装着三级喷嘴，圆筒下部的油用装在下面的电炉加热
蒸发，使气压达到1托左右，然后从三个喷嘴向出气口的方向喷射。从
进气口扩散来的空气分子被卷进喷射的油蒸气中而向着出气口方向加速
前进。被与排气口连接的机械泵抽走。
虽然油蒸气流的大部分冲向出气口，但还是有一部分冲向进气口，因此，
在扩散泵的进气口一般要安装水
冷挡板或者液态氮捕集器，使油蒸气冷凝，以减少油蒸气向真空室中扩散。
用于喷射的油，在高温时一接触大量的空气就容易变质。即使在常温下，如果长时间接触一个气压的空气，也会因吸收空气中的水分等而使泵的性能下降。因此，在油扩散泵不工作时，一定要关闭进气口和出气口
的阀门，以尽量使内部保持良好的真空状态。
5、罗茨泵
提高由机械泵和油扩散泵组成的真空机组的抽气速
度。
①在较宽的压强范围内有较快的抽速；②启动快，能立即
工作；③对被抽气体中含有的灰尘和水蒸气不敏感④转子
不必润滑，泵腔内无油；⑤振动小，转子动平衡条件好，没有排气阀；⑥驱动功率小，机械摩擦损失小⑦
结构紧凑。
罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间v 内，再经排气口排出。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。
在一根轴上安有3～5级的罗茨型转子, 它为三级罗茨泵的构造, 各级转子由中间壁来隔离, 形成各级的泵腔,上一级的排气口连到下一级的进气口,各级串联应用,各级转子的直径和形状是相同的, 而各级转子的宽度有时是不同的。
3.3.2 低温冷凝泵
低温冷凝泵是一种利用低温冷凝和低温吸附原理抽气的真空泵
抽气原理:
在低温泵内设有由液氦或制冷机冷却到极低温度的冷板。它使气体凝结，从而达到抽气作用。低温抽
气的主要作用是低温冷凝、低温吸附和低温捕集。
①低温冷凝：气体分子冷凝在冷板表面上或冷凝在已冷凝的气体层上；抽氢时，冷板温度比抽空气时
更低。低温冷凝抽气冷凝层厚度可达10毫米左右。
②低温吸附：气体分子以一个单分子层厚被吸附到涂在冷板上的吸附剂表面上。吸附的平衡压力比相同温
度下的蒸气压力低得多。
③低温捕集：在抽气温度下不能冷凝的气体分子，被不断增长的可冷凝气体层埋葬和吸附。
由于泵的冷表面可以直接放入需抽真空的空间，甚至是真空空间的一个组成部分，所以它不需用管道连接，冷凝板的面积可做得很大，具有很大的抽气速率，是一般的扩散泵难以达到的。
低温冷凝泵的特点：
①真正的无油真空泵：低温冷凝，保持真空，无污染；
②抽速大：特别对H2O、H2等气体抽速很大；
③运行费用低：只需电和冷却水，不需液氮等低温液体
④适应性强：无运动部件，不受外界干扰；
⑤可以安装在任何方位；
⑥运动部件少且低速运行，寿命长；
⑦达到10-7 Pa的极限真空度，部分可达到10-9 Pa的极限真空度。
3.3.3 PVD使用的高真空系统
3.3.4 真空度的检测
真空度以残余气体的压力表示。
真空度是用真空计进行测量的，但是，被测量的真空度不同，必须采用不同的真空计。在一般的真空设备
中，通常附有2-3个真空计。
1、热电偶真空计
原理：通过热电偶中热丝的温度与压强的关系确定真空度。
热丝3的温度随着规管内真空度的提高而升高。
测量范围：0.13～13pa
优点：
①测量的压强是被测容器的真实压强；
②能连续测量，并能远距离读数；
③结构简单，容易制造；
④即使突然遇到气压急剧升高，也不会烧毁。
缺点：
①标准曲线因气体种类而异；
②读数滞后；
③受外界影响大；
④老化现象严重，必须经常校准。
2、热阴极电离真空计（高真空测量）
热阴极电离真空计，在一般的真空设备中可以说是几乎不可缺少的真空计，从10-1Pa到l0-5Pa的真空，它都能比较精确地测量。
★工作原理——电子在电场中飞行时从电场获得能量，若与气体分子碰撞，将使气体分子以一定几率发
生电离，产生正离子和次级电子。其电离几率与电子能量有关。电子在飞行路途中产生的正离子数，正比
于气体密度n,在一定温度下正比于气体的压力p。
可根据离子电流的大小指示真空度。
测量范围：0.1～1×10-5Pa
关于这种真空计应该注意的是：由于真空计工作时灯丝处于加热状态，所以，如果它在加热状态下使用于
差的真空状态或者误入空气，灯丝就会因氧化而烧断。
蒸发系统：
热蒸发;溅射;离子镀;离子辅助蒸发
3.4 热蒸发
真空蒸镀法是法拉第在1857年首创的，这是最简便的薄膜制作方法，也是实验室中最普及的方法，真空
蒸镀法原理简单，只要在真空中把制造薄膜的物质加热蒸发并使其蒸气附着在基底或工件的表面上就行
了。蒸发的过程就是热交换过程，用这种方法制作的薄膜称为真空蒸镀薄膜。
真空蒸镀法的优点是：
(l)整个设备的结构比较简单；
(2)许多物质都可以容易地用真空蒸镀法蒸镀；
(3)薄膜的形成机理比较简单，可容易地用晶核的形成和生长理论来解释；
(4)由于制作薄膜时热和电的干扰小，所以适用于薄膜形成时薄膜物理性质的研究；
(5)能制作具有与主体材料不同成分比的化合物，也能制作具有与主体材料不同晶体结构的物质。
真空蒸镀法的缺点：
(1)薄膜与基片表面之间的结合力一般是比较弱的；
(2)对薄膜结构敏感的一些性质，再现性差，可靠性差，无论用什么方法来制作薄膜这一问题都存在，然而
真空蒸镀的薄膜却特别突出；
(3)高熔点物质和低蒸气压物质的真空蒸镀膜是很难制作的，特别是经常使用的铂和钽等物质很难用真空蒸
镀法来制作薄膜；
(4)蒸发物质的坩埚材料也或多或少地一起蒸发，从而混入薄膜中成为杂质。此外，真空设备中的残余气体
分子也会进入薄膜成为杂质。
蒸发材料的基本加热装置——蒸发源
所谓真空镀膜就是在真空中把制造薄膜的物质加热，使其蒸发，让蒸发物在基底或工件表面上附着的过程，
因此，它所需要的基本装置就是真空装置、加热装置（蒸发源）及附着面（基片表面）。真空蒸镀法的特
点就是需要蒸镀材料的加热装置。
在真空中加热物质的方法，有电阻加热法、电子轰击法等等，此外还有高频感应加热法，但由于高频感应
加热法所需的设备庞大，很少采用。
1、电阻加热源
由于电阻加热法很简单，所以是很普及的方法。把薄片状或线状的高熔点金属（经常使用的是钨、钼、钛）做成舟箔或丝状的蒸发源，装上蒸镀材料，或用坩埚装上蒸镀材料，让电流通过蒸发源加热蒸镀材料使其
蒸发，这就是电阻加热法。
电阻加热源主要用于蒸发Cd、Pb、Ag、Al、Cu、Cr、Au、Ni等材料。
⑵优点：简单、经济、操作方便。
⑶缺点：
①不能蒸发高熔点材料；
②膜料容易热分解；
③膜料粒子初始动能低，膜层填充密度低，机械强度差。
蒸发源做成什么形状？
蒸发源的形态一般有螺线形、舟形、盒形、坩埚形等等。
螺线形蒸发源:
螺线形是线状蒸发源所采用的形状。把直径为0.3～0.5毫米的金属线或多股金属线（钨是最硬的材料，容
易整形但质脆；钽是非常容易加工的材料）卷在木螺丝之类的模子上，做成螺线状的笼形线圈。这种蒸发
源也有市售商品，但自己制作是很容易的。加热电流用20安，采用这样的电流就是高熔点金属线也很容
易蒸镀，当薄膜材料做成粒状或线状时，通常就使用这种方法蒸镀。
舟形蒸发源:
因为在螺线形蒸发源中薄膜材料是在整个空间蒸发的，所以薄膜材料的损耗大，而且粉末状的薄膜材料也不能装在螺线中。与此相反，舟形蒸发源的蒸发方向被限制在半个空间中，而且，不论何种形态的薄膜材
料都可以装入舟形蒸发源中，因为舟形蒸发源是通过使金属片变形而做成的，所以可制成各种各样形状。
这种形式的蒸发源，薄膜材料只能从下向上蒸发。此外，由于加热所需的电流也有超过100安的，所以需要特殊的变压器。
盒形蒸发源:
当薄膜材料是很细的粉末时，因粉末中含有空气，所以在真空抽气和加热时，粉末会向上飞溅或者成颗粒
状飞出。为了使这种粉末状材料均匀地以分子状态蒸发，可采用盒形蒸发源。这种蒸发源的加热器是一个
网格状的圆筒，为减少热损失，在圆筒外侧设有两个隔热圆筒，在加热器和第一隔热圆筒之间装人薄膜材
料，这样就可以避免材料迸起而飞出蒸发源。假如是金属之类的薄膜材料，也可以放在加热器圆筒的内侧，但重要的是不能破坏温度的均匀性。
2、电子束加热源
在电阻加热法中薄膜材料与蒸发源材料是直接接触的，因此该方法存在如下问题：因蒸发源材料的温度高于薄膜材料而成为杂质混入薄膜材料，薄膜材料与蒸发源材料发生反应以及薄膜材料的蒸镀受蒸发源材料
熔点的限制（高熔点的氧化物材料，蒸发温度在2000℃以上）等等。用电子枪来加热蒸发可以避免这些
问题。将电子集中轰击薄膜材料的一部分而进行加热的方法。现在一般采用e型电子枪。
电子束加热法的基本原理是：当电子枪灯丝经高温加热后，产生热电子发射，这些热发射电子经阴极（灯
丝）和阳极之间的高压电场加速，并聚焦成束，在线圈磁场的作用下，电子束产生270°角的偏转到达坩埚蒸发源材料的表面，使电子束所带有的巨大的动能转化为热能，对材料进行迅速加热，造成局部高温而
汽化蒸发，这种电子枪因电子束轨迹成e型，因而得名为e型电子枪。
e型电子枪的电子束对材料加热蒸发时，其能量密度很大，蒸汽分子动能迅速增加，所以它能得到比电阻
加热法更牢固，更致蜜的膜层。另外，可以在X轴方向和Y轴方向附加二个交变的磁场，则可使电子束
在材料表面一定的范围内进行扫描。可避免材料“挖坑”现象的产生，使蒸发速率处于平稳状态。
特点：
①可蒸发高熔点材料；
②膜料容易热分解；
③膜料粒子初始动能高，膜层填充密度高，机械强度好。
优点：设备简单，大多数材料都可以作为膜层材料蒸发。蒸发镀膜与其他真空镀膜方法相比，具有较
高的沉积速率，可镀制单质和不易热分解的化合物膜。
3.5 溅射
什么是溅射？
用高速正离子轰击膜料（靶）表面，通过动量传递，使其分子或原子获得足够的动能而从靶表面逸出
（溅射），在被镀零件表面凝聚成膜。
通常将欲沉积的材料制成板材──靶,固定在阴极上。基片置于正对靶面的阳极上,距靶几厘米。系统抽至
高真空后充入氩气，在阴极和阳极间加几千伏电压，两极间即产生辉光放电。放电产生的正离子在电场作
用下飞向阴极，与靶表面原子碰撞，受碰撞从靶面逸出的靶原子称为溅射原子。溅射原子在基片表面沉积
成膜。与蒸发镀膜不同，溅射镀膜不受膜材熔点的限制,可溅射一些难熔物质。
3.5.1 辉光放电溅射
1、辉光放电：
辉光放电是在真空度约为10-3～10-4Pa的真空中，在两个电极之间加上高电压时产生的放电现象。利
用电极间的辉光放电进行溅射。
气体放电的典型应用：
①正常辉光放电用于离子源。增大电流时，离子浓度增加，而电压不变，离子能量不变。
②反常辉光放电用于溅射。电流电压可调，方便成膜速率和轰击能量的控制。
③弧光放电用于弧源离子镀。一源同时完成快速成膜和离子轰击双重功能。
⑵低频交流辉光放电
两靶交替成为阴阳极，用于零件双面同时镀膜。
2、射频辉光放电
极间电压变化频率超过10MHz时，电场能够通过任何一种类型的阻抗耦合进去，电极不再要求一定是导
体。因此，可用于溅射任意一种材料。即可以溅射非金属靶，又可以在绝缘体上镀膜。
3、溅射方式：
（1）直流溅射
又叫二极溅射或阴极溅射。把溅射室抽真空至10-3～10-4 Pa后，充入惰性工作气体（如Ar）至1～10-1 Pa，并在阴极上加数千伏的高压，这时便出现辉光放电。离子向靶加速，通过动量传递，靶材原子被溅出而淀
积在基板上。
直流溅射结构简单，可以长时间进行溅射。缺点是：不能溅射介质材料，溅射速率低，而且基板表面因受
到电子轰击而有较高的温度，对不能承受高温的基板应用受到限制。
(2)三极／四极溅射
三极和四极溅射是为了克服二极直流溅射基片温度升高的缺点而设计的。在这种系统中，等离子区由热阴极和一个与靶无关的阳极来维持，而靶偏压是独立的，这样便可大大降低靶电压，并在较低的气压下
（如10-1Pa）进行放电。如果引入一个定向磁场，把等离子体聚成一定的形状，则电离效率将显著提高，
因此有时称三极或四极溅射为等离子体溅射，从而使溅射速率从阴极溅射的80 nm/min提高到2000nm/min。此外，由于引起基板发热的二次电子被磁场捕获，避免了基板温升。
特点：
①热阴极与阳极间的低压大电流弧光放电形成等离子体，靶和基片虽置于等离子体边缘，但不参与放电；
②靶上施加负偏压，将离子从等离子体引向靶，形成溅射镀。四极溅射相对三极溅射在热阴极前增设了一
个辅助阳极（图中的栅极），有稳定放电的作用。
优点：离子密度高，工作气压低，成膜速率快，基片温升低。
缺点：仍不能溅射介质靶。
(3)射频溅射（又称高频溅射）
射频溅射是为了克服直流溅射不能溅射介质靶材的缺点而设计的，靶材作为一个电极，其上施加高频电压，穿过靶的是位移电流。
前面的方法之所以不能用来溅射介质绝缘材料，是因为正离子打到靶材料上产生正电荷积累而使表面电位
升高，致使正离子不能继续轰击靶材料而终止溅射。若在绝缘靶背面装上一金属电极，并施加频率为5～
30MHz的高频电场，则溅射便可持续。
高频交流电场使靶交替地由离子和电子进行轰击，初看起来这似乎会使溅射速率减小一半，其实，它的溅
射速率却高于阴极溅射。
为了说明这一点，假设等离子体电位为零，靶材料的电压为VT，金属电极的交流电压为VM。电极在正半周时，因为电子很容易运动，VT和VM电极很快被充电；存负半周时，离子运动相对于电子要慢得多，故被电子充电的电容开始慢慢放电。若使基板为正电位时到达基板的电子数等于基板为负电位时到达基板
的离子数，则靶材料有好长一段时间呈负性，或者说相当于靶自动地加了一个负偏压Vb，于是靶材料能在正离子轰击下进行溅射。另一方面，电子在高频电场中的振荡增加了电离几率。由于这两个原因，使溅
射速率提高。
3.5.2 磁控溅射
前面所述的溅射系统，主要缺点是溅射速率较低。为了在低气压下进行高速溅射，必须有效地提高气体的
离化率。磁控溅射是在平行于阴极表面施加强磁场，将电子束约束在阴极靶材表面近域，提高气体的电离
效率。其溅射速率比三极溅射提高10倍左右。对许多材料，溅射速率达到了电子束的蒸发速率。
通过更换不同材质的靶和控制不同的溅射时间，可以获得不同材质和不同厚度的薄膜。磁控溅射法具有镀膜层与基材的结合力强、镀膜层致密、均匀等优点。
磁控溅射包括很多种类。各有不同工作原理和应用对象。但有一共同点：利用磁场与电子交互作用，使电
子在靶表面附近成螺旋状运行，从而增大电子撞击氩气产生离子的概率。所产生的离子在电场作用下撞向
靶面从而溅射出靶材。
1、常见结构
（1）被镀件参与放电（阳极）型
①平面磁控溅射：
靶为平面阴极。永久磁铁在靶表面形成磁场，它同靶与基板之间的高压电场构成正交电磁场。平
行于阴极靶表面的磁场将电子约束在阴极靶表面附近，形成高密度的等离子体，有效地提高溅射速度，并
减少了轰击零件的电子数目，降低了零件因电子轰击而温升。
磁控溅射不仅可以得到很高的溅射速率，而且在溅射金属时还可避免二次电子轰击而使基板保持接近冷
态，这对单晶和塑料基板具有重要的意义。磁控溅射可制备金属膜和介质膜。
②柱面磁控溅射：
利用圆柱形磁控阴极实现溅射的技术，磁控源是关键部分，阴极在中心位置的叫磁控源；阳极在中心位置
的叫反磁控源。
圆柱形磁控溅射既可以用于柱形零件的外表面溅射沉积，也可以用于管状零件的内表面溅射沉积，还可以用于大面积平面的均匀溅射沉积（柱面靶扫描溅射沉积）。
（2）被镀件不参与放电型
在磁控器内，自设一个阳极，形成一个可独立工作的溅射源。被镀件独立于溅射源之旁。
2、磁控溅射特点
(1)电场与磁场正交设置，约束电子在靶面近域，致使靶面近域有高密度等离子体，溅射速率很高；
(2)磁控溅射源相对被镀件独立，基片不再受电子轰击而升温，可对塑料等不耐高温的基片实现溅射镀；
(3)磁控溅射源可以像热蒸发源一样使用，从而使被镀件的形状和位置不再受限制。
3.5.3 离子束溅射
用离子源发射的高能离子束直接轰击靶材，使靶材溅射、沉积到零件表面成膜。
离子束溅射淀积（IBS）技术是一种制备优质光学薄膜的重要方法，并在光通讯波分复用滤光片（DWDM 滤光片）中得到重要的应用。这种系统的主要特点是运用一个功率大的RF（射频）离子源产生高密度的
高能的离子去轰击靶材。因此，可以在高真空条件下实施高速的溅射淀积，而辅助离子源用来改善薄膜结
构的致密度和生成氧化物的反应度。这样的设备，可以实现在低温下（＜100℃）超低光学损耗（即超低的吸收损耗和散射损耗）超多层膜的制备。
离子束溅射淀积特点：
⑴膜层附着力强，结构致密；
⑵离子束流能量可控性；
⑶溅射率与离子能量、离子束入射角有关；
⑷膜层应力随离子束参数改变而可调控。
3.6 离子镀
1、什么是离子镀？
蒸发物质的分子被电子碰撞电离后以离子沉积在固体表面，称为离子镀。
所谓离子镀，是真空热蒸发与溅射两种技术结合而发展起来的一种新工艺。它使蒸发粒子从蒸发源到基板
的行进途中离化，然后向具有负偏压的基板加速，故得名为离子镀。
离子镀技术1963年首先应用于人造卫星的金属薄膜。离子镀兼有热蒸发的高成膜速率和溅射高能离子轰
击得到致密膜层的双优效果。
原理：膜料加热蒸发，将基片作为阴极，蒸发源作阳极，充入惰性气体（如氩）以产生辉光放电。从蒸发
源蒸发的分子发生电离，在强电场加速下轰击并沉积在零件表面。
2、特点
离子镀膜是目前真空镀膜技术中最新、最先进的表面工程技术之一，它具有以下优点：
(1)膜层附着力强。高能粒子轰击有三个作用：一是使基板得到清洁，产生高温；二是使附着差的分子或原
子产生溅射离开基板；三是促进了膜层材料的表面扩散和化学反应，甚至产生注入效应，注入深度可达2～5nm，因而附着力大大增强。
(2)膜层密度高。高能粒子不仅表面迁移率大，而且再溅射克服了淀积时的阴影效应，因而膜层密度接近于大块材料。
(3)膜厚均匀性好。离子镀的重要优点之一是基板前后表面均能淀积薄膜。这是因为：荷电离子按电力线方向运动，凡电力线所及部位均能淀积膜层。离子镀的这种膜厚分布特性为复杂形状的零件镀膜提供了一种
很好的方法。即绕镀性好。可用于齿轮和弹簧等具有复杂形状的物体的镀膜。
(4)膜层淀积速率快。离子镀用电阻加热或电子束蒸发材料，因此最高淀积速率可达50μm/min。
(5)可在任何材料上镀膜。包括绝缘体。
3、常见类型
蒸发源：可以是任何一种热蒸发方式。
离化方式：直流辉光放电、高频辉光放电、弧光放电、电子束型、热电子型……。已形成的实用技术有活
化反应离子镀、空心阴极离子镀、弧源离子镀……。
3.7 离子辅助镀
在热蒸发镀膜技术中增设离子发生器——离子源，产生离子束，在热蒸发进行的同时，用离子束轰击正在
生长的膜层，形成致密均匀结构，使膜层的稳定性提高，达到改善膜层光学和机械性能的目的。
离子辅助淀积（IAD）法是在真空加热蒸发的基础上发展起来的一种辅助淀积法，其原理由电阻加热法或
是电子束加热法对膜料进行加热蒸发时，淀积的分子或原子（淀积粒子）到达基底表面的过程中，不断受
到来自离子源所发射的中性荷能离子的轰击，通过动能的转移使淀积的粒子获得很大的动能，提高了淀积粒子的迁移率，从而使薄膜的生长发生了根本的变化，使膜层的结构更加紧密，聚集密度也得到较大的提
高，大大加强了光学薄膜的牢固度，同时也使膜层的抗激光能力得到提高。
2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A 卷） 参考答案及评分标准 一、填空题 （每空1分，共24分） 1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm 的光波，理论上能 达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度 为 1000 nm 。 2、若薄膜的折射率为n ，光线在薄膜内的折射角为θ，则s 、p 光的修正导纳分 别为 ncos θ 、 n/cos θ 。 3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 λ/4 ，薄膜的反 射率就会出现一次极值变化。当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个 反射率极值是 极小 （极大、极小）值。 4、虚设层的形成条件是： 薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍 。 5、周期性对称膜系(pqp)s 的等效折射率和 基本周期/pqp 的等效折射率完 全相同，其等效位相厚度等于 基本周期的s 倍 。 6、折射率为n 1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为n s ，那么，该单层膜与基底 的组合导纳为： s n n Y 21 7、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 折射率 有关，折射率 差值越大 ， 高反射带越宽。 8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量 真空 的目的。 9、镀膜室内真空度高表明气体压强 小 ，真空度低则气体压强 大 。 10、薄膜几何厚度的监控通常用 石英晶振 膜厚仪来实现，光学厚度常常采 用 光电 膜厚仪来监控。 11、采用PVD 技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面： 膜 层的聚集密度 、 膜层的微观组织物理结构 、 膜层的化学成分 。 12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 旋转夹具 和 膜层厚度调节板 。 13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm 的薄膜，在 500-700nm 范围内，可以选取的监控波长为 600 和 514.3 nm 。
光学薄膜概论 光学薄膜 光学薄膜泛指在光学器件或光电子元器件表面用物理化学等方法沉积的、利用光的干涉现象以改变其光学特性来产生增透、反射、分光、分色、带通或截止等光学现象的各类膜系。它可分为增透膜、高反膜、滤光膜、分光膜、偏振与消偏振膜等。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。 光学薄膜的特点是：表面光滑，膜层之间的界面呈几何分割；膜层的折射率在界面上可以发生跃变，但在膜层内是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是法向均匀的，也可以是法向不均匀的。 光学薄膜的基本原理: 1.利用光线的干涉效应，当光线入射於不同折射系数物质所镀成的薄膜，产生某种特殊光学特性。 分类：光学薄膜就其所镀材料之不同，大体可分为金属膜和非金属膜。 a.金属膜：主要是作为反射镜和半反射镜用。在各种平面或曲面反射镜，或各式稜镜等，都可依所需镀上Al、Ag、Au、Cu等各种不同的材料。不同的材料在光谱上有不同的特性。AI的反射率在紫外光、可见光、近红外光有良好的反射率，是镀反射镜最常使用的材料之一。Ag膜在可见光和近红外光部份的反射率比AI膜更高，但因其易氧化而失去光泽，只能短暂的维持高反射率，所以只能用在内层反射用，或另加保护膜。 b.非金属膜:用途非常广泛，例如抗反射镜片．单一波长滤光片、长或短波长通过滤光片、热光镜、冷光镜、各种雷射镜片等，都是利用多种不同的非金属材料，蒸镀在研磨好之镜杯上，层数由单层到数十、百层不等，视需要的不同，而有不同的设计和方法。目前这些薄膜中被应用得最广泛，最商业化，也是一般人接触到最多的，就是抗反射膜。例如眼镜、照相机镜头、显微镜等等都是在镜片上镀抗反射膜。因为若是不加以抗反射无法得到清晰明亮的影像了，因此如何增加其透射光线就是一个非常重要的课题。 2.利用光波干涉原理，在镜片的表面镀上一层薄膜，厚度为1/4 波长的光学厚度，使光线不再只被玻璃—空气界面反射，而是空气—薄膜、薄膜—玻璃二个界面反射，因此产生干涉现象，可使反射光减少。若镀二层的抗反射膜，使反射率更低，但是镀一层或二层都有缺点：低反射率的波带不移宽，不能在可见光范围都达到低反射率。1961年Cox、Hass和 Thelen 三位首先发表以1/4一1/2一1/4波长光学厚度作三层抗反射膜可以得到宽波带低反射率的抗反射膜。多层抗反射膜除了宽波带的，也可做到窄波带的。也就是针对其一波长如氨氟雷射632.8nm波长，要求极高的透射，可使63Z.8nm这一波长透射率高达99.8%以上，用之於雷射仪器。但若需要对某一波长的光线有看极高的反射率需要用高低不同折射系数的材料反覆蒸镀数十层才可达到此效果。 光学薄膜的制造方式：热电阻式、电子枪式和溅射方式。最普通的方式为热电阻式，是将蒸镀材料在真空蒸镀机内置於电阻丝或片上，在高真空的情况下，加热使材料成为蒸气，直接镀於镜片上。由於有许多高熔点的材料，不易使用此种方式使之熔化、蒸镀。而以电子枪改进此缺点，其方法是以高压电子束直接打击材料，由於能量集中可以蒸镀高熔点的材料。另一方式为溅射方式，是以高压使惰性气体离子化，打击材料使之直接溅射至镜片，以此方式
光学薄膜技术第三章薄膜制造技术
第三章薄膜制造技术 光学薄膜可以采用物理汽相沉积（PVD)和化学液相沉积（CLD)两种工艺来获得。CLD工艺简单，制造成本低，但膜层厚度不能精确控制，膜层强度差，较难获得多层膜，废水废气对环境造成污染，已很少使用。 PVD需要使用真空镀膜机，制造成本高，但膜层厚度能够精确控制，膜层强度好，目前已广泛使用。 PVD分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。 制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识 用物理方法制作薄膜，概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量，使它分解为原子、分子或少数几个原子、分子的集合体（从广义来说，就是使其蒸发），并使它们在其他位置重新结合或凝聚。 在这个过程中，如果大气与蒸发中的物质同时存在，那就会产生如下一些问题： ①蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒，难 以制得均匀平整的薄膜； ②空气分子进入薄膜而形成杂质； ③空气中的活性分子与薄膜形成化合物； ④蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反 应形成化合物，从而不能进行正常的蒸发等等。 因此，必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出 去，这个过程称为抽气。空气压力低于一个大气压 的状态称为真空，而把产生真空的装置叫做真空泵，抽成真空的容器叫做真空室，把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。制作薄膜最重要的装备是真空设备．
真空设备大致可分为两类：高真空设备和超高真空设备。二者真空度不同，这两种真空设备的抽气系统基本上是相同的，但所用的真空泵和真空阀不同，而且用于真空室和抽气系统的材料也不同，下图是典型的高真空设备的原理图，制 作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类。 下图是超高真空设备的原理图，在原理上，它与高真 空设备没有什么不同，但是，为了稍稍改善抽气时空 气的流动性，超高真空设备不太使用管子，多数将超 高真空用的真空泵直接与真空室连接，一般还要装上 辅助真空泵（如钛吸气泵）来辅助超高真空泵。 3.1 高真空镀膜机 1.真空系统 现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。普通所说的真空镀膜，基本都是在高真空中进行的。 先进行(1)然后进行(2)。因为所有的（超）高真空泵只有在真空室的压力降低到一定程度时才能进行工作，而且在高真空泵（如油扩散泵）中，要把空气之类的分子排出，就必须使排气口的气体压力降低到一定程度。 小型镀膜机的真空系统 低真空机械泵+高真空油扩散泵+低温冷阱
第三章薄膜制造技术 光学薄膜可以采用物理汽相沉积（PVD)和化学液相沉积（CLD)两种工艺来获得。CLD工艺简单，制造成本低，但膜层厚度不能精确控制，膜层强度差，较难获得多层膜，废水废气对环境造成污染，已很少使用。 PVD需要使用真空镀膜机，制造成本高，但膜层厚度能够精确控制，膜层强度好，目前已广泛使用。 PVD分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。 制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识 用物理方法制作薄膜，概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量，使它分解为原子、分子或少数几个原子、分子的集合体（从广义来说，就是使其蒸发），并使它们在其他位置重新结合或凝聚。 在这个过程中，如果大气与蒸发中的物质同时存在，那就会产生如下一些问题： ①蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒，难以制得均匀平整的薄膜； ②空气分子进入薄膜而形成杂质； ③空气中的活性分子与薄膜形成化合物； ④蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成 化合物，从而不能进行正常的蒸发等等。 因此，必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去，这个 过程称为抽气。空气压力低于一个大气压的状态称为真空， 而把产生真空的装置叫做真空泵，抽成真空的容器叫做真空 室，把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。制作 薄膜最重要的装备是真空设备． 真空设备大致可分为两类：高真空设备和超高真空设备。二 者真空度不同，这两种真空设备的抽气系统基本上是相同 的，但所用的真空泵和真空阀不同，而且用于真空室和抽气 系统的材料也不同，下图是典型的高真空设备的原理图，制 作薄膜所用的高真空设备大多都属于这一类。 下图是超高真空设备的原理图，在原理上，它与高真空设备 没有什么不同，但是，为了稍稍改善抽气时空气的流动性， 超高真空设备不太使用管子，多数将超高真空用的真空泵直 接与真空室连接，一般还要装上辅助真空泵（如钛吸气泵） 来辅助超高真空泵。 3.1 高真空镀膜机 1.真空系统 现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。普通所说的 真空镀膜，基本都是在高真空中进行的。 先进行(1)然后进行(2)。因为所有的（超）高真空泵只有在真空室的压力降低到一定程度时才能进行工作，而且在高真空泵（如油扩散泵）中，要把空气之类的分子排出，就必须使排气口的气体压力降低到一定程度。 小型镀膜机的真空系统 低真空机械泵+高真空油扩散泵+低温冷阱
典型膜系介绍 根据其作用可以将光学薄膜的类型简单的分为： 1、减反射膜或者叫增透膜 2、分束膜 3、反射膜 4、滤光片 5、其他特殊应用的薄膜 一. 减反射膜（增透膜） 在众多的光学系统中，一个相当重要的组成部分是镜片上能降低反射的镀膜。在很多应用领域中，增透膜是不可缺少的，否则，无法达到应用的要求。 就拿一个由18块透镜组成的35mm 的自动变焦的照相机来说，假定每个玻璃和空气的界面有4%的反射，没有增透的镜头光透过率为23%，镀有一层膜（剩余的反射为%）的镜头光透过率为%，镀多层膜（剩余的反射为%）的为%。 大功率激光系统要求某些元件有极低的表面反射，以避免敏感元件受到不需要的反射光的破坏。此外，宽带增透膜可以提高象质量、色平衡和作用距离，而使系统的全部性能增强。 当光线从折射率为n0的介质射入折射率为n1的另一介质时，在两介质的分界面上就会产生光的反射， 如果介质没有吸收，分界面是一光学表面，光线又是垂直入射，则反射率R 为： 例，折射率为的冕牌玻璃，每个表面的反射约为%，折射率较高的火石玻璃表面的反射更为显著。 这种表面反射造成了两个严重的后果： ①光能量损失，使像的亮度降低； ②表面反射光经过多次反射或漫射，有一部分成为杂散光，最后也达到像平面，使像的衬度降低，分辨率下降，从而影响光学系统的成像质量。 减反射膜，又称增透膜，它的主要功能是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量，减少或消除系统的杂散光。 最简单的增透膜是单层膜，它是镀在光学零件光学表面上的一层折射率较低 的介于空气折射率和光学元件折射率之间的薄膜。以使某些颜色的单色光在表面 R T n n n n R -=???? ??+-=12 1010透射率
薄膜混合集成电路的制作工艺 中心议题：多晶硅薄膜的制备 摘要：本文主要介绍了多晶硅薄膜制备工艺，阐述了具体的工艺流程，从低压化学气相沉积(LPCVD)，准分子激光晶化(ELA)，固相晶化（SPC）快速热退火(RTA)，等离子体增强化学反应气相沉积(PECVD等，进行详细说明。 关键词：低压化学气相沉积(LPCVD)；准分子激光晶化(ELA)； 快速热退火(RTA)等离子体增强化学反应气相沉积(PECVD) 引言 多晶硅薄膜材料同时具有单晶硅材料的高迁移率及非晶硅材料的可大面积、低成本制备的优点。因此，对于多晶硅薄膜材料的研究越来越引起人们的关注，多晶硅薄膜的制备工艺可分为两大类：一类是高温工艺，制备过程中温度高于600℃,衬底使用昂贵的石英，但制备工艺较简单。另一类是低温工艺，整个加工工艺温度低于600℃，可用廉价玻璃作衬底，因此可以大面积制作，但是制备工艺较复杂。 1薄膜集成电路的概述
在同一个基片上用蒸发、溅射、电镀等薄膜工艺制成无源网路,并组装上分立微型元件、器件,外加封装而成的混合集成电路。所装的分立微型元件、器件，可以是微元件、半导体芯片或单片集成电路。 2物理气相沉积-蒸发 物质的热蒸发利用物质高温下的蒸发现象，可制备各种薄膜材料。与溅射法相比，蒸发法显著特点之一是在较高的真空度条件下，不仅蒸发出来的物质原子或分子具有较长的平均自由程，可以直接沉积到衬底表面上，且可确保所制备的薄膜具有较高纯度。 3 等离子体辅助化学气相沉积--PECVD
传统的CVD技术依赖于较高的衬底温度实现气相物质间的化学反应与薄膜沉积。PECVD在低压化学气相沉积进行的同时，利用辉光放电等离子体对沉积过程施加影响。促进反应、降低温度。 降低温度避免薄膜与衬底间不必要的扩散与化学反应；避免薄膜或衬底材料结构变化与性能恶化；避免薄膜与衬底中出现较大的热应力等。 4低压化学气相沉积(LPCVD)
光学薄膜的研究进展和应用 【摘要】本文介绍了光学薄膜的工作原理，并对光学薄膜的传统光学领域的应用做了简要的概述。又简要说明现代光学薄膜典型应用，对光学薄膜的制备加以介绍，最后介绍了光学薄膜的发展前景。 【关键词】光学薄膜；薄膜应用；薄膜制造； 1.光学薄膜原理简述 所谓光学薄膜是指其厚度能够光的波长相比拟，其次要能对透过其上的光产生作用。具体在于其上下表面对光的反射与透射的作用。光学薄膜的定义是：涉及光在传播路径过程中，附著在光学器件表面的厚度薄而均匀的介质膜层，通过分层介质膜层时的反射、透（折）射和偏振等特性，以达到我们想要的在某一或是多个波段范围内的光的全部透过或光的全部反射或是光的偏振分离等各特殊 形态的光。 光学薄膜的特点是：表面光滑，膜层之间的界面呈几何分割；膜层的折射率在界面上可以发生跃变，但在膜层内是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是法向均匀的，也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为：制备时，薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料，其表面和界面是粗糙的，从而导致光束的漫散射；膜层之间的相互渗透形成扩散界面；由于膜层的生长、结构、应力等原因，形成了薄膜的各向异性；膜层具有复杂的时间效应。不同物质对光有不同的反射、吸收、透射性能，光学薄膜就是利用材料对光的这种性能，并根据实际需要制造的。 2.光学薄膜的传统应用 光学薄膜按应用分为反射膜、增透膜、滤光膜、光学保护膜、偏振膜、分光膜和位相膜。减反射膜，是应用最广泛的光学薄膜，它可以减少光学表面的反射率而提高其透射率。对于单一波长，理论上的反射率可以降到零，透射率为100%；对于可见光谱段，反射率可以降低到0.5%，甚至更低，以保证一个由多个镜片组成的复杂系统有足够的透射率和极低的杂散光。现代光学装置没有一个是不经过减反射处理的。由于其具有极低的反射率和鲜艳的表面颜色，现代人们日常生活中的眼镜普遍都镀有减反射膜。 高反射膜，能将绝大多数入射光能量反射回去。当选用介质膜堆时，由于薄膜的损耗极低，随着膜层数的不断增加，其反射率可以不断地增加（趋近于100%）。这种高反射膜在激光器的制造和激光应用中都是必不可少的。 能量分光膜，可将入射光能量的一部分透射，另一部分反射分成两束光，最
光学薄膜技术及其应用 张三1409074201 摘要：介绍了传统光学薄膜的原理，根据薄膜干涉的基本原理及其特点，介绍了光学薄膜的性能、制备技术，研究了光学薄膜在的应用和今后的发展趋势。 关键词：光学薄膜、薄膜干涉、应用、薄膜制备 引言： 光学薄膜是指在光学玻璃、光学塑料、光纤、晶体等各种材料的表面上镀制一层或多层薄膜，基于薄膜内光的干涉效应来改变透射光或反射光的强度、偏振状态和相位变化的光学元件，是现代光学仪器和光学器件的重要组成部分。 光学薄膜技术的发展对促进和推动科学技术现代化和仪器微型化起着十分重要的作用，光学薄膜在各个新兴科学技术中都得到了广泛的应用。 本文在简单叙述薄膜干涉的一些相关原理的基础上，介绍了光学薄膜常见的几种制备方法，研究了光学薄膜技术的相关应用，并且展望了光学薄膜研究的广阔前景。 正文： 1.光学薄膜的原理 光学薄膜的直接理论基础是薄膜光学, 它是建立在光的干涉效应基础上的、论述光在分层介质中传播行为。一列光波照射到透明薄膜上，从膜的前、后表面或上、下表面分别反射出两列光波，这两列相干光波相遇后叠加产生干涉。该理论可以比较准确地描述光在数十微米层、纳米层甚至原子层厚的薄膜中的传播行为,由此设计出不同波长、不同性能、适应不同要求的光学薄膜元件。 2.光学薄膜的性质及功能 光学薄膜最基本的功能是反射、减反射和光谱调控。依靠反射功能, 它可以把光束按不同的要求折转到空间各个方位；依靠减反射功能，它可以将光束在元件表面或界面的损耗减少到极致, 完美地实现现代光学仪器和光学系统的设计功能；依靠它的光谱调控功能, 实现光学系统中的色度变换, 获得五彩缤纷的颜色世界。 不仅如此, 光学薄膜又是光学系统中的偏振调控、相位调控以及光电、光热和光声等功能调控元件, 光学薄膜的这些功能, 在激光技术、光电子技术、光通信技术、光显示技术和光存储技术等现代光学技术中得到充分的应用, 促进了相关技术和学科的发展。 3.传统光学薄膜和新型光学薄膜 3.1传统光学薄膜 传统的光学薄膜是以光的干涉为基础。光波是一种电磁波，根据其波长的不同可分成红外线、可见光和紫外线等，当光波投射到物体上时，有一部分在它表面上被反射，其余部分经折射进入到该物体中，其中有一部分被吸收变为热能，剩的部分透射。不同的物质对光有不同的反射、吸收、透射性能，光学薄膜就是利用材料对光的这种性能，并根据实际需要制造的。 传统光学薄膜就是利用材料的这种特性，对光线产生特异性行为。传统光学薄膜有反射膜、增透膜、滤光膜、纳米光学薄膜、偏振膜、分光膜、和位相膜等。 3.2新型光学薄膜 现代科学技术特别是激光技术和信息光学的发展，光学薄膜不仅用于纯光学器件，在光电器件、光通信器件上也得到广泛的应用。近代信息光学、光电子技术及光子技术的发展，对光学薄膜产品的长寿命、高可靠性及高强度的要求越来越高，从而发展了一系列新型光学薄膜及其制备技术，并为解决光学薄膜产业化面临的问题提供了全面的解决方案，包括高强度激光器、金刚石及类金刚石膜、软Ｘ射线多层膜、太阳能选择性吸收膜和光通信用光学膜等。
《薄膜光学与技术》期末测验试题A答案
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2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A 卷） 参考答案及评分标准 一、填空题 （每空1分，共24分） 1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm 的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度为 1000 nm 。 2、若薄膜的折射率为n ，光线在薄膜内的折射角为θ，则s 、p 光的修正导纳分别为 ncos θ 、 n/cos θ 。 3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 λ/4 ，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是 极小 （极大、极小）值。 4、虚设层的形成条件是： 薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍 。 5、周期性对称膜系(pqp)s 的等效折射率和 基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于 基本周期的s 倍 。 6、折射率为n 1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为n s ，那么，该单层膜与基底的组合导纳为： s n n Y 21 7、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 折射率 有关，折射率 差值越大 ，高反射带越宽。 8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量 真空 的目的。 9、镀膜室内真空度高表明气体压强 小 ，真空度低则气体压强 大 。 10、薄膜几何厚度的监控通常用 石英晶振 膜厚仪来实现，光学厚度常常采用 光电 膜厚仪来监控。 11、采用PVD 技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面： 膜层的聚集密度 、 膜层的微观组织物理结构 、 膜层的化学成分 。 12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 旋转夹具 和 膜层厚度调节板 。 13、采用光电极值法监控膜厚，如果需要镀制光学厚度为900nm 的薄膜，在
一、金相实验室 ? Leica DM/RM 光学显微镜 主要特性：用于金相显微分析，可直观检测金属材料的微观组织，如原材料缺陷、偏析、初生碳化物、脱碳层、氮化层及焊接、冷加工、铸造、锻造、热处理等等不同状态下的组织组成，从而判断材质优劣。须进行样品制备工作，最大放大倍数约1400倍。 ? Leica 体视显微镜 主要特性：1、用于观察材料的表面低倍形貌，初步判断材质缺陷； 2、观察断口的宏观断裂形貌，初步判断裂纹起源。 ?热振光模拟显微镜 ?图象分析仪 ?莱卡DM/RM 显微镜附 CCD数码照相装置 二、电子显微镜实验室 ?扫描电子显微镜(附电子探针) (JEOL JSM5200，JOEL JSM820，JEOL JSM6335) 主要特性： 1、用于断裂分析、断口的高倍显微形貌分析，如解理断裂、疲劳断裂（疲劳辉纹）、晶间断裂（氢脆、应力腐蚀、蠕变、高温回火脆性、起源于晶界的脆性物、析出物等）、侵蚀形貌、侵蚀产物分析及焊缝分析。 2、附带能谱，用于微区成分分析及较小样品的成分分析、晶体学分析，测量点阵参数/合金相、夹杂物分析、浓度梯度测定等。 3、用于金属、半导体、电子陶瓷、电容器的失效分析及材质检验、放大倍率：10X—300,000X；样品尺寸：0.1mm—10cm；分辩率:1—50nm。 ?透射电子显微镜（菲利蒲 CM-20,CM-200） 主要特性： 1、需进行试样制备为金属薄膜，试样厚度须<200nm。用于薄膜表面科学分析，带能谱，可进行化学成分分析。 2、有三种衍射花样：斑点花样、菊池线花样、会聚束花样。斑点花样用于确定第二相、孪晶、有序化、调幅结构、取向关系、成象衍射条件。菊池线花样用于衬度分析、结构分析、相变分析以及晶体精确取向、布拉格位移矢量、电子波长测定。会聚束花样用于测定晶体试样厚度、强度分布、取向、点群、空间群及晶体缺陷。 三、X射线衍射实验室 ? XRD-Siemens500—X射线衍射仪 主要特性： 1、专用于测定粉末样品的晶体结构（如密排六方，体心立方，面心立方等），晶型，点阵类型，晶面指数，衍射角，布拉格位移矢量，已及用于各组成相的含量及类型的测定。测试时间约需1小时。 2、可升温（加热）使用。 ? XRD-Philips X’Pert MRD—X射线衍射仪 主要特性： 1、分辨率衍射仪，主要用于材料科学的研究工作，如半导体材料等，其重现性精度达万分之一度。 2、具备物相分析（定性、定量、物相晶粒度测定；点阵参数测定），残余应力及织构的测定；薄膜物相鉴定、薄膜厚度、粗糙度测定；非平整样品物相分析、小角度散射分析等功能。 3、用于快速定性定量测定各类材料（包括金属、陶瓷、半导体材料）的化学成分组成及元素含量。如：Si、P、S 、Mn、Cr、Mo、Ni、V、Fe、Co、W等等，精确度为0.1%。 4、同时可观察样品的显微形貌，进行显微选区成分分析。
LCD用光学薄膜技术与市场概述 合肥乐凯科技产业有限公司李宇航 一、我国LCD及光学薄膜产业概述 进入二十世纪，平板显示（FPD）正逐渐取代阴极射线管显示（CRT），成为显示产业的主流。在FPD中以液晶显示（LCD）、等离子体显示器（PDP）和有机电致发光显示器（OLED）等应用比较广泛，其中尤以LCD所占比重最大。 LCD在经历TN（扭曲向列液晶显示）、STN（超扭曲向列液晶显示）、彩色STN阶段后，已发展到TFT-LCD（薄膜晶体管液晶显示）阶段，并且尺寸在不断扩大，目前TFT-LCD已占整个液晶产业收入的87%以上。 TFT-LCD产业是目前世界上产品应用最广、投资最大、发展最快的显示产业，产品主要应用在桌面显示器、笔记本电脑、电视、车载显示器、手机及其他电子显示产品上。在平板显示器各组件的生产过程中和最终产品中，大量使用各种类型的光学级薄膜。 TFT-LCD产业链包括上游薄膜晶体管液晶显示器用各种材料、中游面板及组件、下游电子产品三部分，目前中国大陆下游电子产品市场巨大，并拥有很大的发展潜力，中游面板及组件也在迎头赶上，但上游材料产业明显滞后，部分关键材料产量很少，甚至为零，整个产业链严重失衡。特别是作为LCD及其他平板显示器材所需的光学薄膜材料几乎全部依赖进口，这与我国作为全球最大的LCD终端产品生产国的地位极不相称。。 二、LCD产业链基本结构与LCD模块构造
LCD 产品制造涉及光学、半导体、电机、化工、机械、塑料等等各个领域，产品链中上下游产品所需技术层面级广，没有一个厂商能够从原材料到成品全部都做。因此，各领域分工明显，以下是LCD 产业链的基本结构及LCD 模块构造。 1、LCD 产业链的基本结构 上 游 材 料 中 游 面 板 下 游 应 用 产 品 在LCD 的产业链中，各种不同用途的光学功能薄膜处于产业链的最前端 （基础薄膜的制造厂家群），是LCD 产品的最主要初始原材料。 一般的LCD 模块由液晶组件（LCD cell ）和背光模组（Backlight module ）二大部分组成。 2、LCD 模块基本构造
光学薄膜技术复习提纲 闭卷考试 120分钟 考试时间：17周周三下午3:00---5:00（12月30号）题型：选择题（10*2）填空题（10题24分）判断题（10题）简答题（4题24分）综合题（2题22分,计算1题，论述1题）考试内容包含课本与课件，简答和综合题包含作业和例题 1、判断题 1. 光束斜入射到膜堆时，S－偏振光的反射率总是比p－偏振光的反射率高（正确） 2. 对称膜系可以完全等效单层膜（错误，仅在通带中有类似特性） 3. 对于吸收介质，只要引入复折射率，进行复数运算，那么就可以完全使用无吸收 时的公式（正确） 4. 膜层的特征矩阵有两种表达方式：导纳矩阵和菲涅尔系数矩阵（错误） 5. 简单周期性多层膜，在其透射带内R<<1（错误） 6. 在斜入射情况下，带通滤光片S－偏振光的带宽比p－偏振光的带宽为大（正确） 7. 在包含吸收介质时，光在正反两个入射方向上的透过率是一样的（正确） 8. 发生全反射时，光的能量将不进入第二介质（错误） 9. 斜入射时，银反射膜的偏振效应比铝反射膜大（Al：0.64-i5.50，Ag：0.050- i2.87）（错误，因为银的折射率远小于铝） 10. 高反射介质膜的截止深度是指在截止波长处的反射率（错误，是指截止带中心处 的反射率） 第1章薄膜光学特性计算基础 1、干涉原理：同频率光波的复振幅矢量叠加。 2、产生干涉的条件：频率相同、振动方向一致、位相相同或位相 差恒定。 3、薄膜干涉原理：层状物质的平行界面对光的多次反射和折 射，导致同频率光波的多光束干涉叠加。 4、光学薄膜：薄到可以产生干涉现象的膜层、膜堆或膜系。 5、麦克斯韦方程组： 6、物质方程： 7、光学导纳： 8、菲涅尔系数：菲涅尔系数就是界面上的振幅反射系数和振幅 透射系数。 9、特征矩阵：表征薄膜特性的矩阵，仅包含薄膜的特征参数 10、虚设层：当膜层厚度对于中心波长来说是或其整数倍时，该 层存在对于中心波长处的透过率/反射率无影响，因此称为虚 设层。但该层其他波长处的透过率/反射率还是有影响的。
光学薄膜技术复习提纲 、典型膜系 减反射膜（增透膜） 1、减反射膜的主要功能是什么？ 是减少或消除透镜、棱镜、平面镜等光学表面的反射光，从而增加这些元件的透光量, 减少或消除系统的杂散光。 ★ 2、单层减反射膜的最低反射率公式并计算 厂 宀 >2 llo —111 /11；#-1 R= ------------ <山+爲沁+/ ★ 3、掌握常见的多层膜系表达，例如 G| H L | A 代表什么？ G| 2 H L | A ? ★ 4、什么是规整膜系？非规整膜系？ 把全部由入0/4整数倍厚度组成的膜系称为规整膜系，反之为非规整膜系。 ★ 5、单层减反射膜只能对某个波长和它附近的较窄波段内的光波起增透作用。 为了在较宽的 光谱范围达到更有效的增透效果，常采用双层、三层甚至更多层数的减反射膜。 ★ 6 V 形膜、W 形膜的膜系结构以及它们的特征曲线。P16-17 ㈡高反射膜 ★ 1、镀制金属反射膜常用的材料有铝（AI ）、银（Ag ）、金（Au ）、铬等。 ★ 2、金属反射膜四点特性。P29 ① 高反射波段非常宽阔，可以覆盖几乎全部光谱范围，当然，就每一种具体的金属而言，它 都有自己最佳的反射波段。 V --G I HL| A / M |=! !膜 / fix 一上 —\ >< WG | 2HL | A 0 400 450 500 550 600 650 700 VUavelsnqth (rm ) 43 2
②各种金属膜层与基底的附着能力有较大差距。如Al、Cr、Ni （镍）与玻璃附着牢固；而Au、 Ag与玻璃附着能力很差。 ③金属膜层的化学稳定性较差，易被环境气体腐蚀。 ④膜层软，易划伤。 ㈢分光膜 1什么是分光膜？ 中性分束镜能够在一定波段内把一束光按比例分成光谱成分相同的两束光，也即它在一定的 波长区域内，如可见区内，对各波长具有相同的透射率和反射率之比值一一透反比。因而反射光和透射光不带有颜色，呈色中性。 ★2、归纳金属、介质分束镜的优缺点： 金属分束镜p32 优点：中性好，光谱范围宽，偏振效应小，制作简单 缺点：吸收大，分光效率低。 使用注意事项：光的入射方向 介质分束镜p30 优点：吸收小，几乎可以忽略，分光效率高。 缺点：光谱范围窄，偏振分离明显，色散明显。 5、偏振中性分束棱镜是利用斜入射时光的偏振，实现50/50中性分光。 ㈣、截止滤光片 ★1、什么是截止滤光片？什么是长波通、短波通滤光片？p33 截止滤光片是指要求某一波长范围的光束高效透射，而偏离这一波长的光束骤然变化为高反 射的干涉截止滤光片。 抑制短波区、透射长波区的截止滤光片称为长波通滤光片。 抑制长波区、透射短波区的截止滤光片称为短波通滤光片。 2、截止光滤片的应用：彩色分光膜。P51 ①图2.4.13分光原理；②解决棱镜式分光元件偏振效应的方法是合理设计分光棱镜的形式，尽可能减小光束在膜面上的入射角。 ㈤、带通滤光片 ★1、什么是带通滤光片？P58
-2020年中国光学薄膜市场调查研究及发展前景趋势分析报告 报告编号: 1689537
行业市场研究属于企业战略研究范畴, 作为当前应用最为广泛的咨询服务,其研究成果以报告形式呈现, 一般包含以下内容: 一份专业的行业研究报告, 注重指导企业或投资者了解该行业整体发展态势及经济运行状况, 旨在为企业或投资者提供方向性的思路和参考。 一份有价值的行业研究报告, 能够完成对行业系统、完整的调研分析工作,使决策者在阅读完行业研究报告后, 能够清楚地了解该行业市场现状和发展前景趋势, 确保了决策方向的正确性和科学性。 中国产业调研网https://www.doczj.com/doc/1e17920820.html,基于多年来对客户需求的深入了解, 全面系统地研究了该行业市场现状及发展前景, 注重信息的时效性, 从而更好地把握市场变化和行业发展趋势。
一、基本信息 报告名称: -2020年中国光学薄膜市场调查研究及发展前景趋势分析报告 报告编号: 1689537←咨询时, 请说明此编号。 优惠价: ￥7020 元可开具增值税专用发票 网上阅读: https://www.doczj.com/doc/1e17920820.html,/R_ShiYouHuaGong/37/GuangXueBoMoChanYeXianZhuang YuFaZhanQianJing.html 温馨提示: 如需英文、日文等其它语言版本, 请与我们联系。 二、内容介绍 由薄的分层介质构成的, 经过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜的应用始于20世纪30年代。现代, 光学薄膜已广泛用于光学和光电子技术领域,制造各种光学仪器。 虽然, 光学薄膜产业广泛的被看好, 但当前中国光学薄膜产业还处于起步阶段, 研发力量比较薄弱而且比较分散。中国光学薄膜产业与国外光学薄膜强国相比在技术、设备方面还有很大的差距。而且基础研究及针对光学功能性薄膜的光学设计与开发尚未得到充分重视。当前, 国内光学薄膜产业所需大部分关键原材料特别是学级切片和光学薄膜特种添加剂等原材料, 主要依靠进口。因此国产设备相较于进口设备, 在精度等要求上还不能达标。因关键环节生产制程技术、经验的缺失, 加之原料的差异, 使得当前中国光学薄膜产品主要以中低档产品为主。 随着众多企业的纷纷进军光学薄膜产业, 使得国内的光学薄膜产品质量良莠不齐, 因此需要制定相应的标准, 对光学薄膜产品质量进行规范。近年来中国自主制定了一系列的标准, 不但能够规范光学薄膜产业的质量也为光学薄膜进行检测提供了判断的依据, 还为上光学薄膜下游产业链的联合, 对光学薄膜行业的健康快速的发展起到了很大的促进作用。
2012-2013学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（A 卷） 参考答案及评分标准 一、 填空题 （每空1分，共24分） 1、在折射率为3.5的基底表面镀单层减反射膜，对于4000nm 的光波，理论上能达到最佳减反射效果的薄膜折射率为： 1.8708 ，需要镀制的薄膜光学厚度为 1000 nm 。 2、若薄膜的折射率为n ，光线在薄膜内的折射角为θ，则s 、p 光的修正导纳分别为 ncos θ 、 n/cos θ 。 3、对于波长为λ的光来说，单层膜的光学厚度每增加 λ/4 ，薄膜的反射率就会出现一次极值变化。当薄膜的折射率小于基底折射率时，出现的第一个反射率极值是 极小 （极大、极小）值。 4、虚设层的形成条件是： 薄膜的光学厚度等于半波长的整数倍 。 5、周期性对称膜系(pqp)s 的等效折射率和 基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于 基本周期的s 倍 。 6、折射率为n 1，光学厚度为λ0/4，基底的折射率为n s ，那么，该单层膜与基底的组合导纳为： s n Y 21 7、介质高反射膜的波数宽度仅与两种膜料的 折射率 有关，折射率 差值越大 ，高反射带越宽。 8、热偶真空规是通过测量温度达到间接测量 真空 的目的。 9、镀膜室内真空度高表明气体压强 小 ，真空度低则气体压强 大 。 10、薄膜几何厚度的监控通常用 石英晶振 膜厚仪来实现，光学厚度常常采用 光电 膜厚仪来监控。 11、采用PVD 技术制造薄膜器件时，薄膜折射率的误差主要来自三个方面： 膜层的聚集密度 、 膜层的微观组织物理结构 、 膜层的化学成分 。 12、改善膜层厚度均匀性的措施包括 旋转夹具 和 膜层厚度调节板 。
第三早薄膜制造技术 光学薄膜可以采用物理汽相沉积（ PVD ）和化学液相沉积（CLD ）两种工艺来获得。CLD 工艺简单，制造成 本低，但膜层厚度不能精确控制， 膜层强度差，较难获得多层膜，废水废气对环境造成污染， 已很少使用。 PVD 需要使用真空镀膜机，制造成本高，但膜层厚度能够精确控制，膜层强度好，目前已广泛使用。 PVD 分为热蒸发、溅射、离子镀、及离子辅助镀等。 制作薄膜所必需的有关真空设备的基础知识 用物理方法制作薄膜，概括起来就是给制作薄膜的物质加上热能或动量，使它分解为原子、分子或少数几 个原子、分子的集合体（从广义来说，就是使其蒸发） ，并使它们在其他位置重新结合或凝聚。 在这个过程中，如果大气与蒸发中的物质同时存在，那就会产生如下一些问题： 先进行（1）然后进行（2）。因为所有的（超）高真空泵只有在真空室的压力降低到一定程度时才能进行工作, 而且在高真空泵（如油扩散泵）中，要把空气之类的分子排出，就必须使排气口的气体压力降低到一定程 度。 小型镀膜机的真空系统 低真空机械泵+高真空油扩散泵+低温冷阱 ① 蒸发物质的直线前进受妨碍而形成雾状微粒，难以制得均匀平整的薄膜; ② 空气分子进入薄膜而形成杂质； ③ 空气中的活性分子与薄膜形成化合物； ④ 蒸发用的加热器及蒸发物质等与空气分子发生反应形成 化合物，从而不能进行正常的蒸发等等。 因此，必须把空气分子从制作薄膜的设备中排除出去， 过程称为抽气。空气压力低于一个大气压的状态称为真空， 而把产生真空的装置叫做真空泵， 抽成真空的容器叫做真空 室，把包括真空泵和真空室在内的设备叫做真空设备。 薄膜最重要的装备是真空设备. 真空设备大致可分为两类：高真空设备和超高真空设备。 者真空度不 同，这两种真空设备的抽气系统基本上是相同 的，但所用的真空泵和真空阀不 同， 而且用于真空室和抽气 系统的材料也不同， 下图是典型的高真空设备的原理图， 作薄膜所用的高真 空设备大多都属于这一类。 下图是超高真空设备的原理图，在原理上，它与高 真空设备 没有什么不同，但是，为了稍稍改善抽气时空气的流动性， 超高真空设备不太使用管子，多数将超高真空用的真空泵直 接与真空室连接，一般还要装上辅助真空泵（如钛吸气泵） 来辅助超高真空泵。 3.1高真空镀膜机 1.真空系统 现代的光学薄膜制备都是在真空下获得的。普通所说的 真空镀膜，基本都是在高真空中进行的。 I T*?!=E1=* I ■■ 这个 制作 I ! SW2 蝉# t 初真空 低真空 高真空 超高 真空 极高 其空 真空度 Pa 5 2 10 ?10 io 2—10-1 10 L —io'5 10-5—10-12 <10-12 低宾空莱 低真 泵 ?加痕 炉 ■电硯）——
中国光学薄膜WDM产业前景与投资战略研究 报告 报告前言
光学薄膜WDM是由薄的分层介质构成的，通过界面传播光束的一类光学介质材料。光学薄膜WDM的应用始于20世纪30年代。现代，光学薄膜WDM已广泛用于光学和光电子技术领域，制造各种光学仪器。光学薄膜WDM的特点是：表面光滑，膜层之间的界面呈几何分割；膜层的折射率在界面上可以发生跃变，但在膜层内是连续的；可以是透明介质，也可以是吸收介质；可以是法向均匀的，也可以是法向不均匀的。实际应用的薄膜要比理想薄膜复杂得多。这是因为：制备时，薄膜的光学性质和物理性质偏离大块材料，其表面和界面是粗糙的，从而导致光束的漫散射；膜层之间的相互渗透形成扩散界面；由于膜层的生长、结构、应力等原因，形成了薄膜的各向异性；膜层具有复杂的时间效应。 根据国家统计局统计的数据，2007年我国光学仪器的产量为26570913台，同比增长了17.94%；2008年我国光学仪器的产量变为30322092台，同比增长了14.12%；到了2018年，全国光学仪器产量达到了26620723台，同比增长了-12.21%。 图表：2007-2018年我国光学仪器产量变化图单位：台
数据来源：国家统计局光学薄膜WDM应用领域及市场前景非常广阔。数字化浪潮对很多传统产业带来的冲击，使很多企业都面临着发展转型的困扰。一方面数字化时代对技术的要求越来越高，另外数字化技术更新换代速度快，这既带来机遇，也带来很多挑战。 正文目录 第一章光学薄膜WDM相关概述 (18) 第一节光学薄膜WDM基础阐述 (18) 一、光学薄膜WDM特性分析 (18) 二、薄膜的参数介绍 (18) 第二节常用光学薄膜WDM特性与应用 (18) 一、反射膜 (18) 二、增透膜 (19)
《薄膜光学与技术》期末考试试题B-答案
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2014-2015学年第1学期《薄膜光学与技术》期末考试试题（B卷） 参考答案及评分标准 一、填空题（每空1分，共25分） 1、薄膜是指附着于基底，且与基底不同质的非自持性涂层。 2、镀制单层介质薄膜时，第二次看到相同的反射色时的膜层光学厚度是第一次看到相同的反射色时膜层光学厚度的 3 倍。 3、K9玻璃上的单层MgF2膜层与单层ZrO2膜层具有相同的反射色调时，MgF2膜层的光学厚度等于（大于、小于、等于）ZrO2膜层的光学厚度。 4、在折射率为3.5的材料表面镀单层减反射膜，材料最佳的折射率为：1.8708 。 5、周期性对称膜系(pqp)s的等效折射率和基本周期/pqp 的等效折射率完全相同，其等效位相厚度等于基本周期的s倍。 6、按照材料状态不同，一般将薄膜分为固体薄膜、气体薄膜和 液体薄膜三类。 7、Torr和Pa是两个常用来表示真空度的单位，它们较为准确的换算关系为：1Torr=133.3Pa 。 8、镀膜室内真空度高表明气体压强小，真空度低则气体压强大。 9、由于极值点的判读精度不高，因此常常采用过正控制、高级次监控、预镀监控片等措施来提高极值法监控精度。 10、电子枪的e型枪是指电子束出射后至坩埚表面的运动方向改变了270度。 11、请写出常用的三种金属镀膜材料：Au 、Ag 、Al 。 12、一般镀膜系统测量真空需要两个真空计：热电偶真空计和电离真空计。 13、采用光电极值法监控膜厚，监控片为K9玻璃（折射率为1.52），如果要镀制单层ZnS薄膜（折射率为2.35），监控的第一个透射率极值点应该是极大值还是极小值：极小值。 14、能够直接用来抽大气的真空泵是机械泵。 15、热蒸发技术常用的蒸发源有电阻蒸发源和电子枪。 二、判断题：先回答以下说法是否正确？然后说明理由或修改正确。（每题4分，共20分）
中国TFT-LCD光学级薄膜现状 2010年12月10日，由中国光学光电子行业协会液晶分会和日经BP社共同主办的“中国·北京2010国际平板显示产业高峰论坛”在北京国家会议中心隆重举行。本次论坛的主题是“合作、创新与发展——中国FPD产业的机遇和挑战”。来自国家发改委、工业和信息化部、北京市发改委、北京市经信委等政府部门的领导出席了本次高峰论坛。 合肥乐凯副总经理李宇航先生演讲 李宇航：各位领导，女士们，先生们大家早上好，很高兴有机会跟大家在这里进行交流。刚才听了前面几位演讲者演讲，也有一些感慨，特别是京东方陈总对于产业链配套的看法对我们有很大启发，这也是今天我要演讲的题目内容。我演讲的题目是中国TFT-LCD光学级薄膜的一个现状，分三个部分，一个是光学薄膜在TFT-LCD应用，一个是光学薄膜在中国现状，还有我们乐凯公司薄膜产业的发展现状。 这个图表示平板显示产业链示意图，我们通常看到示意图从背光源和液晶模组开始，这个图上可以看到，我们从机模开始。因为我们是做光学级薄膜，基膜应该是产业链一个基础，这是关于产业链。这个图形是一个一般典型液晶模组的图形，从这以下是背光源模组。从
这些模组结构上可以看到，这些模组应用大量功能性薄膜，这些功能性薄膜还要利用到级模进行加工之后形成，这是结构图。 在整个液晶面板上面，整个生产过程中根据统计大概需要这么多各种各样的光学级薄膜。每种需要量还不太一样，整个来讲一块液晶面板需要同等面积10-15倍光学级薄膜的数量。如果再考虑加工过程中需要各种保护膜等等，可能需要15-20倍光学薄膜数量。在同等面积下，需要大量的光学薄膜来才能形成最后FCD的一个产品。 目前这个光学薄膜主要有以下几种。一种是PET，一种是TAC，还有一种PVA。后面两种是作为偏光片薄膜，聚乙烯薄膜就非常广泛。在这三种薄膜基础之上进行加工，我们会得到一些功能性薄膜，都是应用于我们这个FCD主件上。大家非常清楚的是，扩散膜、增量膜、偏光膜、反射膜等等，都称为功能性薄膜。 这个聚酯薄膜是一个主要原始材料，大量利用用反射膜，增量膜等等。在FCD组建当中还需要不同规格薄膜，目前我们国家PED光膜基本上是靠进口，谈到这个我们第二个话题，关于光学薄膜在中国的一个现状。第一个观点，中国目前已经成为平板显示器一个大国。在之前几位演讲者都纷纷表达这样一种概念。 第二个光学薄膜作为最前端的基膜和各种功能性薄膜，在中国几乎是空白，这与中国作为平板显示器生产大国地位极不相称。在薄膜深加工方面基本上也是空白，所有加工产品都来自日本，韩国、欧美