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自 1930 年前后起，工业界已经确立四种光学镀膜主流制备工艺。除溶胶‑凝胶沉积（浸涂法）与原子层沉积（ALD）以外，目前市场上占据主导地位的是以下两种技术：
真空蒸发工艺（热蒸发、电子束蒸发）
溅射工艺（磁控溅射、离子束溅射）
LAYERTEC 会结合客户需求，综合技术可行性与成本，为每一款应用选择最合适的镀膜工艺。
图 1：LAYERTEC 可提供的镀膜工艺及其性能总览
一、热蒸发与电子束蒸发
1.1 工作原理
热蒸发与电子束蒸发是成熟的光学镀膜标准工艺。LAYERTEC 主要将该系列工艺应用于紫外波段产品。镀膜沉积过程在真空镀膜机腔内完成。盛放镀膜材料的蒸发源布置于腔体底部；通过电阻加热实现热蒸发，或通过电子束轰击实现电子束蒸发。工艺选型取决于镀膜材料的热物理特性，重点包括熔点、升华特性以及化学稳定性。基板放置在蒸发源上方的旋转夹具上，以此保证膜层厚度均匀。根据基板与镀膜材料的不同，基板温度通常控制在 150 ℃～400 ℃，以此实现低吸收、高膜层附着力。为获得致密、环境稳定性优异的膜层，设备采用离子辅助沉积（IAD）工艺。LAYERTEC 配置有 APS pro®、LION®（Bühler Alzenau GmbH）等离子离子源。公司合计拥有 7 台真空镀膜设备，可加工最长达 1.15 m 的柱面透镜等大尺寸基板。
1.2 蒸发镀膜的性能特点
图 2：蒸发镀膜系统原理示意图
常规蒸发工艺中，镀膜粒子的动能约为 1 eV。为提升粒子在基板表面的迁移能力，需要对基板进行加热。传统蒸发镀膜的填充密度普遍偏低，常存在微晶结构，由此会带来散射损耗，散射水平随波长变化，大致在千分之几到百分之几区间。
多孔膜层对环境水汽敏感：水汽会渗入膜层内部，造成反射光谱漂移（漂移量约为标称波长的 1.5 %）。采用离子辅助沉积（IAD）制备致密膜层，即可规避该现象。经 IAD 制备的膜层具备优异的光学稳定性、低吸收与高激光损伤阈值（LIDT），非常适合高功率激光系统与严苛工况光学应用。
二、溅射工艺
2.1 工作原理
溅射工艺利用高能惰性气体离子（通常为氩离子）轰击固体靶材，将靶材原子轰击逸出。离子在靶材内部产生碰撞级联效应，使靶材表面原子向外发射。
溅射工艺效率受多重参数影响：靶材结合能、靶材原子质量、离子入射角度。该工艺可控性极强，适合制备致密、均匀、重复性极佳的光学薄膜。
2.2 溅射镀膜的性能特点
溅射到达基板的粒子动能较高（约 10 eV），大幅提升粒子表面迁移能力，最终得到非晶态、高致密度、结构高度均匀的薄膜。
核心光学性能特点：
散射损耗低
环境温湿度变化条件下光谱性能长期稳定（不会吸水）
高激光诱导损伤阈值
优良机械耐久性能
LAYERTEC 运营超过 36 套溅射系统（磁控溅射 + 离子束溅射 IBS），可为不同应用匹配最优溅射工艺。当前设备加工基板最大尺寸：磁控溅射直径可达 60 cm；离子束溅射 IBS 最大基板直径 30 cm。SPIE 激光损伤会议的大量研究表明：不同镀膜工艺各有优势，需要结合实际应用和技术指标选型。
2.3 磁控溅射
图 3：磁控溅射原理示意图
磁控溅射在靶材前方产生气体放电，电离惰性气体（一般为氩气）；电离产生的离子向靶材传递动量，轰击剥离靶材原子。导电靶材（例如钛）可采用直流（DC）放电模式；二氧化钛等介质材料则采用射频（RF）模式。通入氧气等反应气体，可以直接由金属靶材生成氧化物薄膜，即反应溅射。LAYERTEC 已将磁控溅射发展成为成熟工业化工艺，在可见光、近红外波段可以实现非常出色的镀膜性能。最大设备可处理直径 600 mm 的基板。
2.4 离子束溅射（IBS）
图 4：离子束溅射 IBS 原理示意图
离子束溅射（IBS）中，离子由独立离子源产生，精准轰击靶材。工艺区域物理隔离，实现对工艺参数的精密控制，同时降低污染风险。高端设备会通过第二路离子源通入反应气体（一般为氧气），提升反应活性，获得致密均匀的膜层。与磁控溅射不同：IBS 工艺的三大核心组件 —— 离子源、靶材、基板相互物理分离。该架构能够制备光学性能优异、表面粗糙度极低、工艺重复性极高的光学薄膜。
