应用于3D光学涂层的 ALD 技术
ALD 可在高曲面光学元件上实现高质量的光学镀膜
在进行3D光学元件镀膜时，所面临的挑战是采用简单的方式高均匀性地涂覆沉积镀膜。用于光学镀膜的常用技术包括磁控溅射、蒸发、电子束蒸发（EBE）和离子束溅射（IBS), 所有这些技术均称为视线法。这会导致厚度分布和阴影效果不均匀。例如，为了在3D形状上实现高保形性，必须扭曲、翻转、旋转或以其他方式移动基板。这会为机械工作和工艺优化带来大量负担，并且需要严格控制工艺参数。最后，这可能会导致薄膜沉积完全不均匀。ALD 克服了这些限制条件，并证明了其能够有效应对高精度无针孔薄膜的挑战，不仅大规模实现了均匀性，而且在高纵横比结构上实现共形涂覆。此外，ALD 技术已达到极高的可靠性，使其成为批量生产关键光学涂层的绝佳替代品。在这篇技术博客中，我们以光学球镜为例，全面介绍了如何利用 ALD 镀膜高曲面光学元件。
ALD镀膜为何不可替代？
Beneq 在高曲面的镜片上的ALD 涂层具有绝佳的效果。即使在半径最大为150 毫米的球型透镜的情况下，所获得的AR效果也能够从视觉扩展到红外范围。该方法适用于多种光学元件，而不仅仅是透镜。Beneq 在3D透镜上多层涂层上的经验表明，在通过纳米结构层制造抗反射涂层期间，AR效果得到了优化，光学性能得到了增强。所得到的光学叠加具有典型的光学干涉涂层组合，通常最多可形成五十层。厚度从单层到几十纳米的任何波长结构都是通过商用光学建模软件生成的。Beneq P400A 和 P800 等批处理工具提高了该技术的适用性，使该技术适于大批量生产。
实用示例：大型球型透镜上的 ALD 应用
我们来看一个具体的示例。上图是Beneq 完成的工作类型示例。对于具有挑战性的3D结构（如上图所示的圆顶), 我们首先进行仿真处理，以了解复制光谱响应所需的原子层沉积叠加。下一步是评估测试该结构上的各个涂层，使每一个涂层都具有正确的厚度和均匀性。Beneq 能够在直径最大为150毫米的夹具的石英片上实现均匀性，对于最难以形成的氧化物，其最大偏差为2.5%。这是最不利的情况，因为前驱体化学作用在获得均匀涂层中具有重要的作用。对于不同的氧化物，均匀度小于1%，在1um涂层上产生的设计偏差为1.6%。根据关于确定ALD 涂层选项的设计规范，Beneq 完成了抗反射涂层的设计，该涂层具有400nm 至 2500nm 的出色光谱响应。根据客户要求，圆顶上的镀膜可以采用单面或双面的设计。
尽管在化学方面的深入研究和开发仍在继续，但 ALD 仍然是一种适于沉积光学薄膜的有效方法。由于 ALD 涂层具有良好的保形性，因此它可以轻松地应用于结构复杂的光学元件。作为原子层沉积之家，ALD 拥有为单个或多个样品实施单层和多层涂层的丰富经验。当然，ALD 还拥有业界最大的同类无尘室，可帮助客户在同一空间中实现从实验生产向大规模生产的顺利过渡。