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光學技術的應用之一

2021-09-15


大口徑光學元件表面鍍膜技術
隨著以空間相機為代表的光學成像系統的分辨率要求越來越高,其光學元件的口徑也越來越大,發展大口徑光學元件表面鍍膜技術變得越來越迫切。大口徑光學元件表面鍍膜與通常的光學鍍膜相比有很多特殊之處,需要有針對性的專門開展研究。
首先,為保證大口徑光學元件的面形精度,避免不必要的風險,鍍膜過程中必須將基底溫度控制在較低的水平。但是,很多光學系統中的大口徑光學元件是直接暴露在外部環境中的,如保護窗口、主、次反射鏡等。因此這些元件的膜層需要有良好的耐環境性能。在傳統的鍍膜工藝中,為提高膜層的耐環境特性,通常需要將基底加溫到200~300℃,可是這恰恰與大口徑光學元件鍍膜的基本要求之一——控制溫度,防止面形發生變化——相矛盾。而低溫成膜又會帶來膜層殘余應力大的問題,較大的殘余應力會增加光學元件發生面形變化的可能性。因此,發展常溫成膜技術,在較低的溫度下得到低應力、具有優良環境適應性的光學薄膜是大口徑光學元件表面鍍膜技術的重要研究目標之一。
其次,在進行大口徑光學元件鍍膜時,鍍膜均勻性的控制變得更加復雜。以等離子體輔助電子束蒸發鍍膜為例,當光學元件口徑超過1500mm時,由于離子源工作的要求,鍍膜時的真空度在1×10-2Pa左右,此時蒸發距離與氣體分子的平均自由程相當,傳統鍍膜均勻性理論的假設條件不再成立。若再考慮到離子源的束流密度均勻性問題,則需要重新建立更復雜的模型并以實驗來驗證。
再次,大口徑光學元件鍍膜前的基片清洗、擦拭,以及裝夾、翻轉等過程,都必須要認真研究,防止大口徑光學元件在上述過程中發生面形改變。

中山市普瑞斯光學技術有限公司

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