薄膜光学コーティングは、ガラスやプラスチックレンズのような光学材料に、金属やセラミック材料を1層以上蒸着させるプロセスである。
このプロセスは、これらの材料の透過および反射特性を変更します。
これは、様々な物体に純粋な材料のコーティングを施す真空技術である薄膜蒸着によって達成される。
対象物は半導体ウェハーから光学部品まで多岐にわたる。
コーティングは単一材料または層状構造で、一般的にオングストロームからミクロンまでの厚さがある。
4つの主要ステップ
1.基板とコーティング材料の選択
基板は、半導体ウェハーや光学部品など、さまざまなものが選択される。
コーティング材料は、純粋な原子元素や、酸化物や窒化物のような分子であることがあり、所望の光学特性に基づいて選択される。
光学用途の場合、基板は通常、ガラスや特定のプラスチックのような透明材料である。
コーティング材料は、屈折率やその他の光学特性に基づいて選択される。
例えば、反射防止コーティングでは、反射を最小限に抑えるために、基材を補完する特定の屈折率を持つ材料を使用することが多い。
2.薄膜蒸着技術の応用
コーティングを施すには、物理蒸着やスパッタリングなどさまざまな方法が用いられる。
これらの技法は、純度を確保し、層の厚さと均一性を正確に制御するために、真空環境で材料を蒸着させる。
スパッタリングなどの技術では、「ターゲット」ソースから材料を射出し、それを基板上に蒸着させる。
このプロセスは真空中で行われるため、汚染を防ぎ、蒸着プロセスを正確に制御することができる。
もう一つの一般的な方法である物理蒸着法では、コーティング材料の蒸気が形成され、それが基板上に凝縮する。
3.膜厚と組成の制御
反射防止効果や偏光効果など、特定の光学特性を得るために、フィルムの厚さと組成を注意深く制御する。
この制御は、光学デバイスの性能を最適化するために極めて重要である。
膜厚は、界面から反射される光波の位相を決定し、光学特性を決定する干渉パターンに影響を与えるため、光学コーティングにおいて重要なパラメーターです。
また、耐久性の向上や反射光の色の変化など、特定の効果を得るために層の組成を変化させることもできる。
4.蒸着後の処理
コーティングを施した後、その性能を向上させるために追加の処理を施すことがある。
例えば、熱処理によって基材への密着性を高めたり、光学特性を変化させたりすることができる。
また、光学コーティングを環境ダメージから保護するために、保護トップコートを塗布することもあります。
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