Балансно-двухволновой метод контроля оптических толщин слоев : Исследование возможностей метода при изготовлении интерференционных покрытий

• Автор: Эльгарт, Зиновий Эльевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 217 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение
1. Методы и средства контроля толщин наносимых слоев оптических интерференционных покрытий (обзор литературы)
2. Балансно-двухволновый метод контроля оптических толщин пленок в процессе их формирования (математическая модель.)
2.1. Контроль оптических толщин “четвертьволновых” слоев БДВ методом контроля
2.2. Влияние ошибки установки рабочих длин волн системы контроля
на смещение спектральной характеристики покрытия
2.3. Влияние дисперсии показателя преломления наносимой пленки на смещение спектральной характеристики покрытия
2.4. Контроль “нечетвертьволновых” оптических покрытий БДВ методом
2.5. Оценка влияния спектральных характеристик источника и приемника света на величину погрешности контроля оптических толщин слоев
2.6. Влияние девиаций значений показателей преломления наносимых слоев на величину погрешности контроля оптических толщин
2.7. Использование БДВ метода контроля для определения отклонений значений показателей преломления формируемых слоев от их расчетных величин
2.8. Метод индикации изменений показателей преломления формирующихся слоев, основанный на совместном использовании двух методов контроля толщины (БДВ+"кварцевый") пленок
Выводы по главе
3. Экспериментальная реализация приборного комплекса для ба-
лансно-двухволнового метода контроля оптических толщин слоев
3.1. Оптическая схема контроля оптических толщин пленок
3.2. Оптическая схема устройства для выделения двух независимых монохроматических световых потоков из сплошного спектра входного излучения. (Дихроматор)
3.3. Принципиальная схема электронно-измерительного блока управления и ввода данных
3.4. Блок-схема и принцип работы электронно-измерительной части системы балансно-двухволнового контроля оптических толщин пленок

Выводы по главе
4. Применение ВДВ метода при изготовлении некоторых типов многослойных интерференционных систем
4.1. Дихроические покрытия
4.2. Алгоритм расчета рабочих длин волн при сквозном контроле дих-роических четвертьволновых покрытий ВДВ методом
4.3. Результаты программного расчета оптимальных рабочих длин волн для дихроических покрытий и узкополосных фильтров
4.4. Работа ВДВ метода контроля при изготовлении дихроических покрытий из материалов с нестабильным значением показателей преломления
4.5. Применение ВДВ метода при контроле просветляющих покрытий, обеспечивающих эффект просветления в одной длине волны
Выводы по главе
5. Экспериментальные и практические результаты применения ВДВ метода контроля при изготовлении оптических покрытий
Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложение
ВЕДЕНИЕ
В последнее десятилетие технология оптических интерференционных покрытий продолжала развиваться достаточно интенсивно. Причиной этому послужил как количественный рост производства оптических элементов с покрытиями, так и качественно возросшие (или принципиально новые) требования, предъявляемые к оптическим покрытиям, использующимся во всем "спектре" современного оптического и научного приборостроения: астрономия, спектроскопия, лазерная техника, волоконно-оптические системы связи, телевидение, фото-киноаппаратура и др. Применение оптических покрытий позволяет целенаправленно изменять спектральные передающие функции оптических элементов и как результат, качественно улучшать выходные параметры оптических приборов и систем. Современные технологии нанесения оптических покрытий базируются главным образом на вакуумных методах нанесения слоистых структур и сводятся к конденсации в виде тонких пленок паров пленкообразующих материалов (ПОМ) на предварительно подготовленные поверхности подложек.
Технология интерференционных оптических покрытий включает ряд
этапов:
1. Выбор конкретных ПОМ, на базе которых будет реализована расчетная структура многослойного покрытия;
2. Определение метода и аппаратуры для реализации структуры: испарение или распыление в вакууме.
3. Определение значений основных технологических параметров процесса нанесения каждого выбранного ПОМ: температуры поверхности детали, давления и состава остаточных или реактивных газов, скорости осаждения ПОМ.
Дополнительными факторами технологического процесса являются: качество исходных материалов, количество и комбинации

5. По способу математической обработки фотоэлектрических сигналов, позволяющим более достоверно определять моменты достижения слоями толщин, обеспечивающих максимальное соответствие расчетных и изготовленных спектральных характеристик оптических покрытий [574-60].
Остановимся более подробно на некоторых, наиболее характерных способах и системах контроля.
Рассмотрим двухканальную систему (второй канал - опорный) фотометрического контроля.
Типовая оптическая схема, применяемая для реализации этого метода, представлена на рис. 1.3.
Построенная таким образом схема контроля позволяет (в зависимости от варианта исполнения) реализовать различные варианты контроля:
1. контроль путем регистрации экстремумов пропускания (отражения) для некоторой фиксированной длины волны падающего излучения;
2. контроль путем регистрации момента достижения нуля производной
Рис. 1.3. Типовая оптическая схема двухканальной системы фотометрического контроля.
где: 1 - источник света; 2, 8 - конденсорная и фокусирующая линзы; 3 -зеркало-модулятор; 4 - контролируемая подложка; 5 - полупрозрачное зеркало; 6, 7 - зеркала опорного канала; 9 - средство хроматизации; 10 -фотоприемник; 11 - устройство регистрации.

в некотором небольшом интервале длин
волн падающего излучения;
3. контроль регистрации пропускания (отражения) в двух длинах волн падающего излучения;