電子ビーム光学コーティング機は、精密光学製造分野における中核的な設備です。高エネルギー電子ビームを使用して、高融点光学材料を溶融、蒸発、イオン化し、蒸発した材料を基板の表面に堆積させて、超薄型で均一で高性能な光学膜を形成します。これらの膜は、反射防止膜、高反射膜、フィルター膜、偏光膜などの光学部品に広く使用されており、光学、電子機器、航空宇宙、半導体などの業界のデバイスに不可欠です。
真空環境の作成
コーティングプロセス全体は、高真空チャンバー内で実行されます。この環境は、2つの重要な目的を果たします。
蒸発した材料が空気と反応したり、ガス分子によって散乱されたりするのを防ぎ、膜の純度を確保します。
蒸発した原子/分子とガス分子の衝突を減らし、蒸気が基板にスムーズに到達し、緻密な膜を形成できるようにします。
電子ビームの生成と加速
電子銃は熱電子放出によって電子を生成します。次に、電子は高電圧電界によって加速され、高い運動エネルギーを得ます。
ターゲット材料の加熱と蒸発
高エネルギー電子ビームは、磁気レンズによって集束され、ターゲット材料の表面に向けられます。電子の運動エネルギーは、ターゲットとの衝突時に熱エネルギーに変換され、材料を蒸発温度まで急速に加熱します(アルミナなど、融点が2000℃を超える材料でも同様です。次に、材料は原子、分子、またはイオンで構成される高密度蒸気に蒸発します。
蒸気堆積と膜形成
蒸発した材料粒子は真空チャンバー内を直線的に移動し、回転する基板の表面に堆積します。粒子が蓄積すると、特定の構造と光学特性を持つ薄膜が形成されます。
インサイチュモニタリングと制御
コーティングプロセス中、水晶振動子マイクロバランスまたは光学モニタリングシステムを使用して、膜の厚さと屈折率をリアルタイムで追跡します。システムはデータを制御ユニットにフィードバックし、制御ユニットは電子ビーム出力、基板温度、堆積速度などのパラメータを調整して、膜が設計要件を満たしていることを確認します。
高融点材料の高蒸発効率
電子ビームはターゲットを直接加熱し、融点が3000℃を超える材料の蒸発を可能にします。
高い膜純度
真空環境と非接触加熱により、膜中の不純物を最小限に抑えます。
正確な厚さ制御
インサイチュモニタリングシステムと調整可能な電子ビーム出力により、膜厚さ制御精度は±0.1 nmまで可能であり、多層光学膜の要件を満たしています。
幅広い材料互換性
酸化物、フッ化物、金属、さらにはセラミックスとも互換性があり、用途範囲を拡大します。
高い堆積速度
堆積速度は1〜10 nm/sに達し、大量の光学部品の生産効率を向上させます。
光通信
光ファイバーおよび光カプラーの薄膜コーティングにより、光伝送中の信号損失を低減します。
家電製品
スマートフォン/ラップトップ画面用の反射防止(AR)膜。カメラモジュール用の赤外線(IR)カットオフフィルター。
航空宇宙および防衛
衛星光学望遠鏡用の高反射膜。航空機のフロントガラス用の防氷および防曇光学膜。
半導体および光電子工学
マイクロチップ用の誘電体膜。発光ダイオード用の薄膜コーティング。