镀膜基础知识

光学薄膜技术的分类：物理气相沉积俗称真空镀膜，设计物理特性间的能量转换等等。化学气相沉积主要是通过相关物质的化学反应而形成满足功能需求的致密层。

一、真空度

真空度：真空状态气体稀薄程度的物理量，采用与压强相同的计量法。真空度的单位：pa、toor、mba。

真空区间的划分：

粗真空：10^-5—10²pa；       低真空：10²—10^-1pa

高真空：10^-1—10^-6pa；      超高真空：＜10^-5pa

真空镀膜技术：真空蒸发镀膜法是物理气相沉积的基本方法之一，是指在真空条件下，加热蒸发容器中的镀膜材料，使其原子或分子从表面蒸发或气化逸出，形成蒸气流，入射到基本表面，凝结生成固态薄膜。薄膜形成的过程是由气相到吸附相、再到固相的相变过程，其成膜过程可以分为三步骤：

（1）将镀膜材料从固态变为气态；

（2）镀膜材料的气态原子或分子或离子运动到达基片表面；

（3）镀膜材料的气态原子或分子或离子沉积在基片上并逐渐形成薄膜。

二、真空系统

主要是有几种常见真空泵来实现，一般来说，小型的真空镀膜机采用“高真空油扩散泵+低真空机械泵+低温冷阱”。大型的真空镀膜机采用的是“高真空油扩散泵+低真空机械泵+罗茨泵+低温冷阱”。

（1）机械泵

作用：机械泵是利用机械物理的对被抽容器进行抽气而获得真空的设备；属于前期抽气。

原理：建立在玻意耳—马涅特定律的基础上的。即：一定质量的空气，在温度保持不变时，它的压强和体积成反比。

泵的核心部分是固定在定子内转动的偏心转子，转子内有一对旋片，通过旋片内的弹簧张力使旋片的端点始终与（定子）内壁内合，在（定子）的上方有一个气体入口和配有排气瓣阀，当转子转动时，入口处有气体被抽入泵体，继续转动将气体通过排气瓣阀排出，从而实现抽气过程，当转子停转动时排气瓣阀就会立刻关闭，避免油进入定子，出现油倒流的现象发生。

（2）罗茨泵

罗茨泵是利用一对8字型转子在泵壳中保持一定的间隙，作等速反向旋转而产生吸气和排气作用的。

罗茨泵主要特点：

1、在1—100pa入口压力范围内具有大抽速。

2、泵腔无油，避免油蒸汽污染真空系统。

3、机械摩擦损失小，故驱动功率小。

4、易于维护和维修，费用低，寿命高。

5、不可单独使用，必须配置前级泵。不允许在大气压力下启动，待前级泵将罗茨泵入口压力抽到允许入口压力时方可启动。

6、罗茨泵不允许高压差时工作，否则将会过载和过热而损坏，因此使用罗茨泵真空泵时必须合理地选用前级真空泵，安装必要的保护设备。

（3）扩散泵

扩散泵油通过底部电炉加热之后变成油分子蒸汽，大量油蒸汽向上蒸发，然后通过泵体内各级喷嘴喷出，将真空室空气分子往下压由罗茨泵或机械泵抽出，因为扩散泵体周围有冷却水冷却，而油蒸汽喷到泵体上遇冷之后，大部分变成液体顺着泵体流到底部，然后再加热、蒸发、喷射、冷却循环整个过程实现抽真空的过程。