制备工艺对氟化物憎水薄膜性能的影响

摘要

研究不同工艺条件对憎水薄膜光学和憎水性能的影响。采用电子束热蒸发技术，通过控制镀膜的工艺参数（沉积温度、工作真空度、沉积速率），制备了不同的憎水薄膜。分析了不同条件下薄膜的折射率、消光系数和憎水性能，对膜系结构G/2HL/A的增透膜的透过率进行了测试分析。针对550 nm波长，当沉积温度从室温升高至180℃，憎水薄膜的的折射率的变化范围为1.4595-1.5559，消光系数变化范围为3.46×10-3-6.8×10-3，憎水角的变化范围为85.1°-119.3°，结果表明，随着沉积温度的提高，薄膜的折射率随之增大，消光系数略有提高但影响不大，薄膜的憎水性能先提高后降低。工作真空度从3×10-2Pa提高到1×10-2Pa，憎水膜的折射率变化范围为1.4136-1.5476，消光系数变化范围为3.94×10-3-5.3×10-3，憎水角的变化范围为97.3°-119.3°，结果表明，随着工作真空度的提升，薄膜的折射率随之增大，憎水性能随之下降。当沉积速率从0.33增加到0.91 nm/s，薄膜的折射率变化范围为1.494 6-1.583 8，消光系数为4.14×10-3-7.87×10-3，憎水角的变化范围为106.6°-119.3°，结果表明，随着沉积速率的提高，薄膜的折射率也得到增加，薄膜的消光系数略有提升，其值相差不大。在沉积温度160℃，工作真空度1×10-2Pa和沉积速率0.51 nm/s时，薄膜的憎水性能最好，憎水角高达119.3°。采用最佳工艺参数，在增透膜表面镀制厚度10 nm左右的憎水膜，在400-800 nm处，单面镀膜的平均透过率，由95.28%变为95.31%，变化量仅为0.03%，憎水角可达119.2°，结果表明，薄膜不仅具有良好的光学性能，同时具有良好的憎水能力。