A Máquina de Revestimento Óptico por Feixe de Elétrons é um equipamento essencial no campo da fabricação óptica de precisão. Ela utiliza feixes de elétrons de alta energia para fundir, evaporar e ionizar materiais ópticos de alto ponto de fusão, depositando os materiais vaporizados na superfície dos substratos para formar filmes ópticos ultrafinos, uniformes e de alto desempenho. Esses filmes são amplamente utilizados em componentes ópticos como filmes antirreflexo, filmes de alta reflexão, filmes de filtro e filmes de polarização, que são essenciais para dispositivos em indústrias como óptica, eletrônica, aeroespacial e semicondutores.
Criação de ambiente de vácuo
Todo o processo de revestimento é realizado em uma câmara de alto vácuo. Este ambiente serve a dois propósitos críticos:
Impede que o material vaporizado reaja com o ar ou seja disperso por moléculas de gás, garantindo a pureza do filme.
Reduz a colisão entre átomos/moléculas vaporizados e moléculas de gás, permitindo que o vapor atinja o substrato suavemente e forme um filme denso.
Geração e aceleração de feixe de elétrons
Uma pistola de elétrons gera elétrons por meio de emissão termiônica. Os elétrons são então acelerados por um campo elétrico de alta voltagem para obter alta energia cinética.
Aquecimento e evaporação do material alvo
O feixe de elétrons de alta energia é focado por uma lente magnética e direcionado para a superfície do material alvo. A energia cinética dos elétrons é convertida em energia térmica ao colidir com o alvo, aquecendo rapidamente o material até sua temperatura de evaporação (mesmo para materiais com pontos de fusão acima de 2000°C, como alumina). O material então vaporiza em um vapor de alta densidade composto por átomos, moléculas ou íons.
Deposição de vapor e formação de filme
As partículas de material vaporizado se movem em linha reta na câmara de vácuo e são depositadas na superfície do substrato rotativo. À medida que as partículas se acumulam, elas formam um filme fino com uma estrutura específica e propriedades ópticas.
Monitoramento e controle in-situ
Durante o processo de revestimento, um microbalança de cristal de quartzo ou um sistema de monitoramento óptico é usado para rastrear em tempo real a espessura do filme e o índice de refração. O sistema envia dados para a unidade de controle, que ajusta parâmetros como potência do feixe de elétrons, temperatura do substrato e taxa de deposição para garantir que o filme atenda aos requisitos de projeto.
Alta eficiência de evaporação para materiais de alto ponto de fusão
Os feixes de elétrons aquecem diretamente o alvo, permitindo a evaporação de materiais com pontos de fusão > 3000°C.
Alta pureza do filme
O ambiente de vácuo e o aquecimento sem contato minimizam as impurezas no filme.
Controle preciso da espessura
Sistemas de monitoramento in-situ e potência ajustável do feixe de elétrons permitem uma precisão de controle da espessura do filme de até ±0,1 nm, atendendo aos requisitos de filmes ópticos multicamadas.
Ampla compatibilidade de materiais
Compatível com óxidos, fluoretos, metais e até cerâmicas, expandindo as faixas de aplicação.
Alta taxa de deposição
As taxas de deposição podem atingir 1–10 nm/s, melhorando a eficiência da produção para componentes ópticos de grande lote.
Comunicação óptica
Revestimento de filmes finos para fibras ópticas e acopladores ópticos, garantindo baixa perda de sinal durante a transmissão de luz.
Eletrônicos de consumo
Filmes antirreflexo (AR) para telas de smartphones/laptops. Filtros de corte infravermelho (IR) para módulos de câmera.
Aeroespacial e defesa
Filmes de alta reflexão para telescópios ópticos de satélite. Filmes ópticos anti-gelo e anti-embaçamento para para-brisas de aeronaves.
Semicondutores e optoeletrônica
Filmes dielétricos para microchips. Revestimentos de filme fino para diodos emissores de luz.
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