Alluxa提供一系列硬涂層濾光器，與傳統(tǒng)的軟涂層濾光器相比，具有更高的性能和耐用性，價格相當(dāng)。這些軟涂層替代濾光片可用于可見光譜上的中心波長，帶寬通常在10nm和50nm之間。該系列中的所有硬涂層過濾器都提供了大于90%的傳輸和大于OD4的阻塞，其價格與層壓過濾器相當(dāng)。
Alluxa的專有高速等離子體沉積技術(shù)首次以層壓軟涂層價格提供了硬涂層濾光器的光學(xué)性能和耐用性。
眾所周知，軟涂層，也稱為層壓涂層，具有較差的環(huán)境耐久性、較差的溫度穩(wěn)定性、低透射、高光散射和低阻擋水平，但由于其低成本、現(xiàn)成可用性和傳統(tǒng)狀態(tài)，它們?nèi)员粡V泛使用。Alluxa的專有高速等離子體沉積技術(shù)首次以層壓軟涂層價格提供了硬涂層薄膜光學(xué)濾波器的光學(xué)性能和耐用性
軟涂層背景
軟涂層是由ZnS和Cryolyte薄層組成的多層薄膜結(jié)構(gòu)。它們也可能包含非常薄的銀層。一種典型的軟涂層是一個基底表面上的簡單帶通結(jié)構(gòu)，另一個基底上的阻斷劑，如下圖1所示。阻斷劑可以使用銀薄層和/或它們可以包含輔助阻斷彩色玻璃或有機(jī)死亡環(huán)氧樹脂。為了提供一定程度的環(huán)境保護(hù)，所有部件都以垂直堆疊的方式層壓在一起。
單個零件從較大的晶圓上切割或取芯。由于涂層易碎且對水分敏感，因此可以將涂層基材的邊緣劃掉，目的是延長發(fā)生明顯且難看的環(huán)境退化之前的時間。所有的軟過濾器都會隨著時間的推移而失效，其壽命取決于環(huán)境和過濾器構(gòu)造中的注意事項。在正常的辦公環(huán)境中，一到五年是典型的預(yù)期壽命。
軟涂層的低成本源于沉積設(shè)備的低資本成本、快速的循環(huán)時間和簡單廉價的浮法玻璃基板的組合。由于負(fù)載尺寸相對較低，并且由于密封和環(huán)組件，它們包含顯著的處理成本，因此僅在幾十個1英寸的零件或少數(shù)2英寸或更大的零件之后，成本與體積的曲線逐漸變平。
軟涂層在可見光和近紅外中的散射和吸收都有很大的光學(xué)損耗，而在紫外線和藍(lán)色中，散射和吸收會進(jìn)一步增加。圖2顯示了一系列典型的商用電介質(zhì)（無銀）層壓軟涂層在可見波段的光譜函數(shù)。軟涂層通常在通帶中也有嚴(yán)重的波紋，這不僅降低了平均透射，而且增加了儀器光譜函數(shù)的不確定性。軟涂層光譜函數(shù)的波紋和不確定性是沉積的手動和勞動密集型性質(zhì)的結(jié)果，與計算機(jī)控制的硬涂層相比，這對性能提供了更大程度的變化。
Alluxa等離子體沉積硬質(zhì)涂層
Alluxa先進(jìn)的高速等離子體沉積工藝生產(chǎn)的硬介電膜幾乎是無損的，消光系數(shù)在從UV到IR的低ppm范圍內(nèi)。它們是使用復(fù)雜的計算機(jī)控制算法制成的，該算法將每層的厚度控制在原子單層或更小，因此，它們具有高得多的透射率和顯著平坦的通帶。圖3顯示了使用Alluxa的硬涂層構(gòu)建的可比較的完全堵塞過濾器，該硬涂層被設(shè)計為圖2中所示軟涂層過濾器的替代品。
提高了溫度穩(wěn)定性
根據(jù)基材的選擇，Alluxa硬質(zhì)涂層具有小于百萬分之五（ppm）波長的溫度穩(wěn)定性。軟涂層的典型值為50 ppm，這意味著對于儀器設(shè)計，過濾器必須控制在+/-15℃，以獲得1 nm的過濾器公差。對于電信應(yīng)用，Alluxa通常在1550米的溫度下構(gòu)建小于1皮米/攝氏度的濾波器，波長變化遠(yuǎn)小于百萬分之一。
傳輸波前誤差（TWE）
如果用戶需要，Alluxa可以提供TWE值小于?波峰到波谷的濾波器，如圖4所示。對于大多數(shù)設(shè)計，成品過濾器的TWE基本上與未涂覆基底的TWE相同。具有層壓結(jié)構(gòu)的軟涂層將不得不經(jīng)歷復(fù)雜的層壓后研磨和拋光步驟，以接近每英寸TWE的單個波。
由于Alluxa硬質(zhì)涂層具有優(yōu)異的穩(wěn)定性，因此可以在沒有溫度控制的情況下構(gòu)建非常窄的薄膜并在儀器中使用。圖5顯示了在1550nm處小于0.4nm的多腔濾波器。圖6顯示了可見光中的典型激光濾光片。
成本比較
雖然軟涂層是在成本較低的鐘罩蒸發(fā)室中制造的，但它們的批量也小得多，而且?guī)缀跬耆鞘謩硬僮鳎@增加了成本和可變性，同時降低了產(chǎn)量。Alluxa工藝完全自動化，確保可重復(fù)性、連續(xù)操作和低直接人工成本。
對于OEM應(yīng)用，Alluxa的硬涂層比典型的軟涂層具有更大的負(fù)載尺寸。隨著體積接近20-30個一英寸零件，Alluxa能夠匹配或擊敗軟涂層的成本結(jié)構(gòu)，同時提供硬涂層技術(shù)的可靠性和性能優(yōu)勢。
總結(jié)
軟涂層具有較差的環(huán)境耐久性、較差的溫度穩(wěn)定性和低透射、高光散射，但由于成本低，它們?nèi)员粡V泛使用。Alluxa先進(jìn)的高速沉積技術(shù)最終使硬涂層能夠在價格上與軟涂層競爭，即使是小批量的。Alluxa的濾波器提供了顯著改善的傳輸、光譜形狀和壽命。
創(chuàng)新薄膜涂層工藝帶來的質(zhì)量和一致性
Alluxa薄膜光學(xué)干涉濾光片和介質(zhì)反射鏡均使用我們的SIRRUS進(jìn)行硬涂層™ 在我們團(tuán)隊設(shè)計和建造的設(shè)備上進(jìn)行等離子體沉積工藝。這使我們能夠在幾次不同的涂層運(yùn)行中可靠地重復(fù)生產(chǎn)相同的硬涂層過濾器，從而在您的所有系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)一致的性能。