ALD在光學鍍膜方面的應(yīng)用

       在技術(shù)、經(jīng)濟高度發(fā)達的現(xiàn)代社會里，光學鍍膜擁有廣闊的應(yīng)用空間，其領(lǐng)域涉及精密光學儀器、光纖通訊、3C產(chǎn)品屏幕及鏡頭、智能數(shù)字相機等。一般來說，光學鍍膜是指在光學玻璃、光纖、陶瓷等各類襯底材料的表面上沉積一層或多層薄膜；這類光學薄膜借助光的干涉效應(yīng)來改變透射光或反射光的強度、偏振狀態(tài)和相位變化，從而實現(xiàn)器件光學性能的最大優(yōu)化。傳統(tǒng)的光學鍍膜工藝眾多，如物理氣相沉積法、離子束輔助沉積法、溶膠-凝膠法等。然而，隨著光電系統(tǒng)微縮化、襯底材料多元化以及各類行業(yè)應(yīng)用的創(chuàng)新迭代，以物理氣相沉積(PVD)為代表的傳統(tǒng)薄膜制備方法在膜層厚度控制、致密性、保形性等方面逐漸顯現(xiàn)其不足，而原子層沉積技術(shù)（ALD）無論對于納米結(jié)構(gòu)的微觀層面或任意形態(tài)光學器件的宏觀層面，均可以原子級精度調(diào)整光學材料的特性，成為當下光學鍍膜的熱門解決方案(圖1)。

        ALD薄膜以飽和吸附的layer-by-layer生長模式，可在結(jié)構(gòu)復雜的幾何表面，如大曲面及高縱深比深孔結(jié)構(gòu)，大面積形成高均勻性薄膜，且膜層相較于PVD膜更為致密，在界面處的結(jié)合力更強(圖2-3)，更適用于未來工業(yè)界先進精密光學器件的制造。

       ALD可于原子級尺度控制膜層厚度，配合商用光學建模軟件生成的光學膜系結(jié)構(gòu)，沉積高質(zhì)量光學膜層，從而可最大化優(yōu)化器件光學性能，如ALD增透膜在可見光波段實現(xiàn)< ~0.5%反射(圖4)。此外，在結(jié)構(gòu)復雜的3D玻璃表面沉積ALD光學薄膜，可在曲面不同方向上均獲得極佳的光學減反性能(圖5)，這是傳統(tǒng)技術(shù)難以實現(xiàn)的，且上述特質(zhì)可在量產(chǎn)線上穩(wěn)定實現(xiàn)，適于任意形狀的光學器件、球型透鏡、光柵等應(yīng)用的批量鍍膜。
 

圖1: ALD技術(shù)應(yīng)用于曲面鏡及數(shù)碼相機鏡頭


圖2：ALD與PVD均勻性及保形性對比


圖3：ALD光學鍍膜樣品橫截面電鏡圖


圖4：未處理與ALD-AR膜玻璃片反射波譜圖