光学镀膜过程中,常常需要离子束进行辅助,而离子源是实现离子束辅助镀膜的关键装置。其主要作用在于:
① 提高薄膜的机械特性、抗腐蚀能力和稳定性;
② 可以在塑料、胶合件和其他对温度敏感的基底上镀制薄膜;
③ 提高膜层的抗激光性能;
④ 缩短镀膜时间,提高工效,节省水电消耗。
目前,实验室已成功研制了多种离子源:
★ 宽束冷阴极离子源:具有结构简单、操作方便、污染小、寿命长等特点,可单独使用,也可多源同时使用。已成功地应用于多种金属(Al、Ag、Au)和多种介质膜(ZnS、MgF2、TiO2、SiO2、Al2O3、Sn:In2O3等)的离子束辅助蒸发。该科技曾获国家科技进步二等奖。
单头离子源的主要指标:
① 引出离子束口径:Φ3cm
② 引出离子束能量:400-1200eV可调
③ 离子束束流密度:3-120uA/cm2
④ 离子源工作真空度:5×10-3-3×10-3Pa
⑤ 离子源工作气体:O2、Ar、N2、空气等
⑥ 离子源外形尺寸:Φ94×90
★ 脉冲真空电弧离子源:也称为脉冲等离子体发生器或脉冲多弧离子源。它可在高真空下(3×10-3Pa以上),利用真空脉冲电弧放电使阴极材料蒸发并电离,形成纯净的等离子体。沉积在基片上成膜。该离子源可用于各类金属膜、合金膜和类金刚石膜的镀制。
国内的电弧源一般是连续电弧源,而采用脉冲技术成膜这一新技术目前在国内只有我实验室独家掌握。
主要性能指标:
① 真空度:3×10-3-5×10-3Pa
② 阴极工作电压:60-400V
③ 起弧极工作电压:300-800V
④ 脉冲频率:1-10Hz
★ 端部霍尔等离子体离子源,具有结构简单、操作方便、低的等离子能量、大能散度和发散角,以及大的离子束均匀性等特点。
主要性能指标:
① 阳极电压:60-240V
② 阴极放电电流:0-15A
③ 引出离子能量:30-120eV
④ 离子束束流:0-5A
⑤ 离子源工作真空度:9×10-3-6×10-2Pa
⑥ 离子束均匀范围:Φ1000±3%
⑦ 离子源外形尺寸:Φ136×115