Способ контроля толщины слоев при изготовлении интерференционных покрытий Советский патент 1988 года по МПК G02B5/28 

ел

со

Изобретение относится к оптическому приборостроению, в частности к тех)1ологии изготовления оптических покрытий, и может быть использовано для изготовления многослойных интерференционных покрытий, например зеркал, фильтров, поляризаторов и других элементов, преимущественно нанесением слоев в вакууме.

Цель изобретения - повьшение точности контроля интерференционных покрытий.

На фиг. 1 условно показана схема формирования многослойного интерфе- ренционного покрытия (зеркала) на рабочей детали; на фиг. 2 и 3 - схемы формирования частей многослойного покрытия на контрольный образцах КО-1 и КО-2 соответственно при конт- роле по двум КО.

На схемах, приведенных для случая фотометрического контроля на пропускание, толстой .линией условно показаны слои с высоким показателем прелом ления (ВПП), а тонкой - слои с низким показателем преломления (НПП).

Согласно фиг. 1 процесс нанесения покрытия на рабочую деталь начинают с того, что предварительно определен- ное оптимальное количество слоев контролируют сначала по КО-1, затем по КО-2. Контроль следующих по порядку слоев с ВПП производят по КО-2, однако при этом между каждым предыдущим и каждым последующим слоями на КО-2 вводят прослойки из материала с НПП. Контроль следующих по порядку слоев с НПП производят по КО-1, однако между каждым предыдущим и каждым последующим слоями вводят прослойки из материала с ВПП. Как показано на схемах, прослойки вводят на КО непосредственно при нанесении многослойного покрытия за счет крат- ковременного введения в фотометрический канал того КО, по которому не ведут в данный момент контроль слоя.

Пример. Предлагаемый способ реализован при изготовлении многослойных интерфе1)енционных фазоизо- тропных зеркал на длину волнь 6)32,8 нм для угла падения света 45 . Зеркала имели конструкцию вида П (ВН) В, где П - подложка из кварцевого стекла; ВН - четвертьвол}1овые чередующиеся слои из материалов двуокиси циркония ZrOj с ВПП и двуокиси кремния SiO-2.

0

5

о Q

0

5

с НПП, имеющие показатели преломле ™ z.Oa Ь95 5;о. Зер- кала наносили методом электронно-лучевого испарения в вакууме на установке типа ВУ-1А, оснащенной системой фотометрического контроля толщин слоев в режиме измерения пропускания. Нанесение зеркал проводили на ненагретые подложки при времени нанесения четвертьволновых слоев 30-40 с для SiO и 100-120 с для ZrO,j. КО, размещенные в турельном держателе, имели возможность реверсивного переключения с фиксацией положения в фотометрическом канале по желанию оператора вакуумной установки.

Для определения оптимального количества N наносимых на каждый из двух КО контролируемых слоев был изготовлен КО в виде девятислойного интерференционного зеркала из указанных материалов с регистрацией показаний фотометра. Для каждого нанесенного слоя была определена чувствительность S фотометрической системы: Слой S

10,140

20,164

30,532

40,266

50,660

60,236

70,440

80,152

90,304

Таким образом, оптимальным числом слоев, реализующим максимальную чувствительность фотометрической системы, можно принять N 4. При этом для всех последующих слоев с НПП, : контролируемых по КО-1, реализуется максимальная чувствительность 0,266, а для всех последующих слоев с ВПП, контролируемых по КО-2, реализуется максимальная чувствительность 0,660.

Прослойки из материала SiO толщиной 3 нм наносили между каждым предыдущим и каждым последующим слоями с ВПП на КО-2 в процессе нанесения четвертьволнового слоя SiO с контролем по КО-1, для чего, не прерывая процесса нанесения этого слоя, в фо- тометр1гческий канал вместо КО-1 на 1 с устанавливали КО-2, после чего контроль слоя SiO по КО-1 завершали, как обычно, по экстремальному значению пропускания.

31

Формула изобретен л я Способ контроля толщины слоев при изготовлении интерференционных покрытий с высоким и низким показателями преломления по контрольным образцам, заключающийся в фотометрическом контроле толщины слоев по экстремальным значениям пропускания или отражения монохроматического света, в котором по одному контрольному образцу контролируют слои с высоким показателем преломления, а по другому - слои с низким показателем преломления, отличающийся тем, что, с целью повьш1ения точности контроля, определяют по дополнитель

ному контрольному образцу число слоев N с последним слоем с низким показателем преломления , при котором чувствительность системы фотометр - контрольный образец принимает максимальное значение, затеи по одному и по другому контрольным образцам контролируют последовательно по N слоев, а при контроле последующих слоев между слоями с одинаковым показателем преломления вводят прослойки из материала, наносимого на другой контрольный образец толщиной

0,05 - 1 де - конт1 нм h

рольная длина волны.

Изобретение относится к оптическому приборостроению и м.б. использовано при получении многослойных покрытий нанесением слоев в вакууме. Цель изобретения - повышение точности контроля толщины слоев, про- изводимого по контрольным образцам с высоким и низким показателями преломления. Предварительно определяют по дополнительному контрольному образцу оптимальное число слоев, пбс,- ледний из которых низкий показатель преломления, реализующий макс. чувствительность фотометрической системы. При контроле последующих слоев между слоями с одинаковым показателем преломления вводятся прослойки из материала, наносимого на другой контрольный образец. 3 ил. § (Л

123

. 1

Время

ЮtZ141

а

m

м

t

М-1

. 2

П || Т

I I

I I I I I |1

J