薄膜濾光(guāng)片(piàn)

用(yòng)電子(zǐ)束(shù)(EB)蒸發的(dí)TiO2和(hé)SiO2薄(báo)膜(mó)係(xì)統(tǒng)具有重要的應用。但(dàn)是用常規(guī)的(dí)蒸發(fā)技(jì)術(shù)，即(jí)使基板的溫度(dù)高達(dá)300℃以上，薄(báo)膜仍呈現(xiàn)出明(míng)顯(xiǎn)的柱(zhù)狀(zhuàng)結(jié)構特(tè)性。這種(zhǒng)柱狀結(jié)構的薄(báo)膜，由於膜層中(zhōng)包含(hán)著(zhuó)大(dà)量的(dí)空(kōng)隙，因此隨(suí)著薄(báo)膜(mó)濾光片吸潮，膜層折(zhē)射(shè)率(shuài)升高，濾光(guāng)片的中心波長(cháng)就會(huì)產生明(míng)顯(xiǎn)的(dí)漂移。為(wéi)了(liǎo)表征(zhēng)這(zhè)種(zhǒng)結構特性(xìng)，人(rén)們(mén)提出(chū)了聚集(jí)密度(dù)P，它(tā)被定義為(wéi)薄膜中(zhōng)固(gù)體(tǐ)部(bù)分(fēn)的體(tǐ)積與(yǔ)總體積之(zhī)比。所以它是一(yī)個描述(shù)薄膜(mó)疏(shū)鬆程度(dù)的(dí)物理量(liáng)。

隨著(zhuó)離子(zǐ)鍍(dù)膜(mó)技術(shù)的發展，諸如離子輔助澱積(IAD)，反應離子鍍(RIP)和離子(zǐ)束濺(jiàn)射(IBS)等，薄(báo)膜(mó)的聚集(jí)密度得到(dào)了顯(xiǎn)著(zhù)的提高，甚至已(yǐ)經(jīng)有(yǒu)實驗報道，有(yǒu)些薄膜的(dí)聚(jù)集密度大(dà)於(yú)1。這(zhè)意(yì)味著(zhuó)薄(báo)膜(mó)的(dí)密度(dù)比自(zì)然界中的(dí)大塊(kuài)材料的密度(dù)還要高，原(yuán)因(yīn)是(shì)在(zài)高(gāo)聚集密(mì)度的薄膜中，常(cháng)常(cháng)呈(chéng)現出(chū)較大(dà)的壓應(yīng)力，致使(shǐ)薄(báo)膜具(jù)有(yǒu)更(gēng)高的(dí)聚(jù)集密(mì)度(dù)。但是(shì)，即使薄(báo)膜的聚集密(mì)度大(dà)於1，濾光(guāng)片中心波長(cháng)仍會出(chū)現(xiàn)漂移。已經(jīng)認識到，影響(xiǎng)薄(báo)膜(mó)濾(lǜ)光片中(zhōng)心波長漂移的(dí)不(bù)僅(jǐn)是聚(jù)集密度，而且(qiě)還(huán)有薄膜與基板(bǎn)的溫(wēn)度折射率(shuài)係(xì)數(shù)和熱膨脹係數。所以(yǐ)濾(lǜ)光(guāng)片的(dí)中心波(bō)長漂移(yí)可(kě)以簡(jiǎn)單(dān)地表示為(wéi)Δλ=薄膜空隙吸(xī)潮引(yǐn)起(qǐ)的(dí)漂移(yí)+溫(wēn)度(dù)折射(shè)率變(biàn)化引起(qǐ)的漂(piāo)移(yí)+熱膨(péng)脹(zhàng)引(yǐn)起的(dí)漂(piāo)移(yí)。

顯然(rán)，當采用離子技術(shù)使聚集密度(dù)提高(gāo)到1時(shí)，吸潮引起的中心波長(cháng)漂移(yí)已可(kě)忽(hū)略(lüè)不(bù)計，而(ér)其他(tā)兩(liǎng)種(zhǒng)因素上升為主(zhǔ)要(yào)因素。本文僅從一(yī)般工(gōng)藝(yì)出發(fā)，著重(zhòng)考察(chá)一(yī)下(xià)TiO2/SiO2組成的(dí)三腔濾光(guāng)片的光(guāng)學穩(wěn)定性與上述三種因素的(dí)關(guān)係(xì)。實驗(yàn)結果顯示，在可見(jiàn)光(guāng)區域，對於(yú)聚(jù)集(jí)密度(dù)約(yuē)為(wéi)0.92的膜(mó)係，這三種(zhǒng)因素中(zhōng)，吸潮(cháo)引(yǐn)起(qǐ)的中(zhōng)心(xīn)波長最(zuì)大(dà)，數量級在10 nm左右。對(duì)於膠合的(dí)膜係(xì)來(lái)說(shuō)，膜係空隙中(zhōng)水汽折射(shè)率(shuài)隨溫度(dù)的(dí)上升而下(xià)降引起的中心波(bō)長短移大(dà)約(yuē)在(zài)1×10-2nm/℃量級。而熱(rè)膨脹(zhàng)引(yǐn)起的(dí)漂移(yí)大約(yuē)在1×10-3nm/℃量(liáng)級。