Введение к работе
Актуальность темы. Оптические покрытия, получаемые осаждением в вакууме, позволяют управлять оптическими характеристиками оптической системы и широко распространены в современной науке и технике. Общим требованием к покрытиям является обеспечение заданного распределения толщины слоев по поверхности оптической детали. В последние годы во многих областях науки и техники возник интерес к градиентным пленкам, профиль толщин слоев которых изменяется по координате подложки. Методы создания градиентных пленок разнообразны, и выбор способа, обеспечивающего простоту и удобство использования, является необычайно важным. Кроме того, при изготовлении таких пленок важной задачей является исследование процесса осаждения и фотометрического контроля толщины слоя при их формировании.
В согласии с этими задачами в диссертации проводится исследование процесса осаждения градиентных пленок и разработка методов их контроля в процессе осаждения.
Цель и задачи работы. Целью диссертационной работы является формирование и моделирование процесса осаждения слоев испарением го малого испарителя в вакууме, создание переменного профиля толщины слоя по поверхности детали и разработка фотометрического контроля толщины в процессе осаждения слоя. Задачи исследования.
-
Моделирование и исследование эмиссионной характеристики испарителя из реального испарителя с меняющимся профилем фронта испарения во время испарения.
-
Определение оптимальных параметров вакуумной установки для получения слоев с постоянной толщиной.
-
Разработка методов получения градиентных пленок по поверхности детали с использованием простейших диафрагм.
-
Разработка фотометрических методов контроля толщины слоев градиентных пленок в процессе осаждения.
-
Определение оптимальных геометрических параметров процесса осаждения при нанесении градиентных пленок.
-
Исследование параметров оптических покрытий, содержащих переменные по поверхности детали толщины слоев.
Методы исследования.
-
Исследование параметров оптических покрытий, содержащих переменные по поверхности детали толщины слоев.
-
Математическое моделирование процесса испарения реального испарителя.
3. Аналитические и численные методы интегрирования элементарных испаренных масс для формирования толщины слоев на детали. І. Матричные методы передачи энергии в тонкопленочной системе, интегральные для анализа сигналов на фотоприемнике.
5. Методы ряда полинома для получения контрольной длины волны в процессе фотометрического контроля слоев.
5. Методы использующие функции селекции для решения задач, решение которых в невозможно явном виде.
7. Аналитические и численные методы оптики тонких пленок для анализа характеристик многослойных систем.
Научная новизна работы.
1. Разработаны математические модели эмиссионных характеристик испарения из жидкой или твердой фаз при изменяющейся форме фронта испарения в процессе осаждения слоя с учетом образованной воронки.
I. Разработаны математические формулы для определения оптимального расположения элементов вакуумной установки.
К Проведен математический анализ определения оптимального расположения элементов вакуумной установки.
I. Проведено моделирование и исследование оптических свойств многослойных систем.
5. Разработаны общие методы анализа систем, содержащих диафрагмы или маски, для получения фадиенпшх пленок. Приведены профили толщины слоя при осаждении на подложку через диафрагму, содержащую круглое отверстие при одинарном или планетарном вращением для любых отношений угловых скоростей вращения подложки и подложкодержателя.
5. Разработан метод контроля градиентных пленок и формула для выборе оптимальной длины волны при контроле пропускания в процессе осаждения слоя.
Трактичсская значимость работы.
Трактическая значимость работы заключается в возможности использования
;е основных результатов для:
.. получения слоев с постоянной по поверхности детали толщины на больших площадях при одинарном вращении, или увеличения числа одновременно изготавливаемых деталей при использовании планетарного вращения подложек.
I. получения градиентных слоев с заданным распределением толщины по поверхности детали.
і. Фотометрического контроля градиентных слоев в процессе осаждения.
Основные результаты, выносимые на защиту.
-
Модели испарения из реального испарителя, электронно-лучевым способом и результаты их экспериментальной проверки.
-
Формирование толщины пленки на деталях электронно-лучевым испарением в вакууме при одинарном или планетарном вращении подложек.
-
Методы получения пленки с меняющимся профилем толщины слоя осаждением через круглую диафрагму, помещенную между испарителем и подложкой, совершающей одинарное или планетарное вращение.
-
Методы Фотометрического контроля процесса осаждения градиентных пленок, выбор оптимальной длины волны при этом контроле.
-
Результаты исследования диэлектрических систем, содержащих ірадиент-ные пленки.
Апробация работы. Основные результаты диссертационной работы докладывались и обсуждались на международной конференции "Прикладная оп-тика-96" (г. Санкт-Петербург, сентябрь, 1996 г.), на V Петербургского семинара-выставки "Лазеры для биологии и медицины" (г. Санкт-Петербург, октябрь, 1997 г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 4 печатной работы.
Структура и обьеи работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключеїшя, библиографического списка 92 наименований и 1 приложений, содержит 112 страниц основного текста, 47 рисунков и 1 таблица.
