实验十二真空镀膜.docx

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1、实验十二真空镀膜引言在真空中使固体表面（基片）上沉积一层金属、半导体或介质薄膜的工艺通常称为真空 镀膜。早在19世纪，英国的Grove和德国的Plucker接踵在气体放电实验的辉光放电壁上 观察到了溅射的金属薄膜，这就是真空镀膜的萌芽。后于1877年将金属溅射用于镜子的生 产；1930年左右将它用于Edison唱机录音蜡主盘上的导电金属。以后的30年，高真空蒸 发镀膜又取得了飞速发展这时已能在实验室中制造单层反射膜、单层减反膜和单层分光膜， 而且在1939年由德国的Schott等人镀制出金属的FabryPerot干与滤波片，1952年又做 出了顶峰值、窄宽度的全介质干与滤波片。真空镀膜技术历经

2、一个多世纪的发展，目前已普 遍用于电子、光学、磁学、半导体、无线电及材料科学等领域，成为一种不可缺少的新技术、 新手腕、新方式。实验目的1. 了解真空镀膜机的结构和利用方式。2. 掌握真空镀膜的工艺原理及在基片上蒸镀光学金属、介质薄膜的工艺进程。3. 了解金属、介质薄膜的光学特性及用光度法测量膜层折射率和膜厚的原理。实验原理从镀膜系统的结构和工作机理上来讲，真空镀膜技术大体上可分为真空热蒸镀”、“真 空离子镀及真空阴极溅射三类。真空热蒸镀是一种发展较早、应用普遍的镀膜方式。加热方式主要有电阻加热、电子束 加热、高频感应加热和激光加热等。1.真空热蒸镀的沉积条件(1 )真空度由气体分子运动论知，

3、处在无规则热运动中的气体分子要彼此发生碰撞，任意两次持续 碰撞间一个分子自由运动的平均路程称为平均自由程，用入表示，它的大小反映了分子间碰 撞的频繁程度。kT(8.2-1)5d 2 P式中：d为分子直径，T为环境温度(单位为K),P为气体压强。在常温下，平均自由程可近似表示为：厂 5 X 10 -5人牝=(m)P(8.2-2)式中：P为气体平均压强(单位为Torr)。表8.2-1列出了各类真空度(气体平均压强)下的平均自由程入及其它几个典型参量。真空镀膜的大体要求是，从蒸发源出来的蒸汽分子或原子抵达被镀基片的距离要小于镀 膜室内残余气体分子的平均自由程，这样才能保证： 蒸发物材料的蒸汽压很容易

4、达到和超过残余气体，从而产生快速蒸发。表8.2-1各类真空度下气体的典型参量(常温下)气体平均压强P(Torr)平均自由程入(cm)气体密度N (1/cm3)碰撞速率 (1/cm2-sec)7606x10-62.7x10193.8x102310-35x10。3.2x 10133.8x 101710-45x1013.2x10123.8x101610-55x1023.2x 10113.8x 101510-65x1033.2x10103.8x101410-145x10113.2x1023.8x106 蒸发物材料的蒸汽分子免受残余气体或散乱蒸发分子的碰撞，直接抵达基片表面。一 方面由于蒸发分子不与残余

5、气体分子发生反映，可取得组分肯定且纯净的薄膜，另一方面由 于蒸发分子维持较大的动能，在基片上易于凝结成牢固的膜层。 避免蒸发源在高温下与水汽或氧反映而使蒸发源断裂；同时又减少了热传导，不致造 成蒸发的困难。对于蒸发室为祖450的镀膜机，其蒸发源到基片的距离d大致为30 cm40 cm，为知 足入d，则蒸发室内真空度必需高于10-4Torr。(2) 蒸发速度、凝结速度任何物质在必然温度下，总有一些分子从凝聚态(液、固相)变成气相离开物质表面。 对于真空室内的蒸发物质，当它与真空室温度相同时，则部份气相分子因杂乱运动而返回凝 聚态，经一按时间后达到平衡。可以说，薄膜的沉积进程实际上是物质气相与凝聚

6、态彼此转 化的一个复杂进程。假设在平衡状态下，某种物质的饱和蒸汽压为P，则按照克拉贝龙方程，P应为温度 的函数，即VV式中：A、B是与物质有关的常数。对于各类物质材料，都有一个相应的P的值。按照朗缪尔-杜西曼(Langmuir-Dushman) 蒸发动力学原理，真空中单位面积干净表面上发射原子或分子的蒸发速度为：1(8.2-4)N = 3.513 x 1022 . P (M /T)2 (mol - cm2 sec-1)式中：M为蒸汽粒子的分子量。蒸汽粒子抵达被镀基片表面，一部份以必然的凝结系数结成膜，另一部份按必然的概率 被基片反射从头回到气相状态。蒸汽粒子凝结成膜时，有必然的凝结速度，取决于

7、蒸发速度、 蒸发源相对于基片的位置和凝结系数。一般来讲，蒸发凝结速度的提高，可使膜层结构均匀紧密，机械牢固性增加，光散射减 少及膜层纯度提高，但同时有可能造成膜的内应力增大，使膜层龟裂。因此蒸发凝结速度应 适被选择。(3) 被镀基片温度 被镀基片温度愈高，吸附在其表面的剩余气体分子将愈完全排除，从而增加基片与淀 积分子之间的结合力，使膜层附着力、机械强度增加，结构紧密。 提高被镀基片的温度，可减少蒸汽粒子再结晶温度与基片温度之间的不同，从而消除 膜层内应力，改善膜层力学性质。如在150C时蒸镀的MgF单层增透膜具有相当好的机 械牢固性。 提高基片温度可增进凝结分子与剩余气体的化学反映，改变膜层

8、的结晶形式和结晶常 数，从而改变膜层光学性质。如ZrO2在基片温度为30C时，折射率为1.70；而基片温度 提高到130C时，折射率可达1.88。 2 在蒸镀金属时，一般采用冷基片，这样可减少大颗粒结晶引发的光反射和氧化反映引 发的光吸收，提高膜层反射率。(4) 蒸发源材料的选择与形状选择蒸发源材料应考虑三个大体问题： 大多数蒸发物材料的蒸发温度为10002000C，所以蒸发源材料的熔点必需高于这 一温度；另外还必需考虑蒸发源材料作为杂质进入薄膜的量，也就是必需了解蒸发源材料的 蒸汽压。为尽可能减少蒸发源材料的蒸发分子数，蒸发物材料的蒸发温度必需小于表8.2-2 中的平衡温度。表8.2-2蒸发

9、源彳材料的熔点及平衡温度(蒸汽压为10-5Torr)蒸发源材料熔点(C)平衡温度(C)钨Wu34102567钽Ta29962407钼Mo26171957铂Pt17721612 高温时，有些蒸发源材料与蒸发物会发生反映或形成合金，造成蒸发源的断裂，应避 免利用。如高温下，钽和金易形成合金。 蒸发物材料应尽可能与蒸发源具有“湿润性”。所谓“湿润性”与材料表面的能量有关。在湿润的情况下，由于蒸发物材料的蒸发是从大的表面上发生的，状态比较稳定。若是 是难以湿润的材料，就不能用丝状蒸发源蒸发，例如银在钨丝上熔化后就会掉下来。各类蒸 发物材料的蒸镀方式不一样，因此蒸发源的几何形状和尺寸不同。图8.2-1展

10、示了几种蒸发 源的几何形状。可以选用熔点高、蒸汽压低的钨、钼、钽等材料做成丝状螺旋形、舟形等各 类形状的加热器。本实验蒸镀金属AL膜采用丝状钨蒸发源；蒸镀MgF、ZnS介质膜采 用舟状钼蒸发源。2图8档I各种不冏几何形状的蒸发面(5) 蒸发源的位置薄膜厚度一般可通过调节蒸发物的数量和时间和基片和蒸发源的相对位置来控制。令d 。为恰好在蒸发源正上方的基片上沉积的厚度，d是任意位置的厚度，则点蒸发源和微小平 面蒸发源相对厚度散布用下式表示：=3-d 03 + 3 / )2/2 (点源)(8.2-5)=-0俭加2(面源)(8.2-6)d/d0和x/H的关系曲线见图8.2-2。1.京源2小而源图83-

11、2厚度分布图(6) 真空热蒸镀的大体工艺流程本实验采用真空热蒸镀法蒸镀金属或介质 膜，其大体工艺流程图见图8.2-3。其中离子轰 击，又名辉光放电，进行时，真空室内电子取得 很高速度，较之带正电的气体离子更高。在镀件 周围，因电子较大的迁移率，而迅速带有负电荷， 在表面负电荷吸引力作用下，正离子轰击镀件表 面，并可能在其上进行能量互换。由于能量在污 染表面被释放出来，故有干净的功能，不仅能除 去吸附气体层，还可除去表面氧化物。利用离子 轰击，还可粗略估量真空度。烘烤的作用是可以 加速镀件或夹具吸附气体的迅速逸出，有利于提 高真空度，还可以提高膜层结合力。预熔的作用是除去蒸发材料中的低熔点杂质和

12、蒸发源和材料中的吸附气体，有利于蒸发材料的顺利蒸 发。图氏3热蒸罪膜工艺流程图2.真空离子镀及真空阴极溅射镀真空离子镀可采用与真空热蒸镀相同的蒸发 方式，只是在蒸发原子抵达镀件表眼前必需采取必 然办法，让其离子化，同时可给镀件施加负偏压。 由此，镀件表面不断受到离子的轰击能提高膜层的 结合力。离子镀的缺点是，膜层的沉积速度下降。要提高沉积速度，可增设电子发射电源，提高电子浓度，使之更易放电或减少镀件的自偏电 压。与真空热蒸镀相较，膜层厚度均匀，结合力好。真空阴极溅射镀一般是导入必然量的氩气使之辉光放电，带正电子的氩离子轰击阴极， 组成阴极的原子被溅射蒸镀到镀件表面形成膜层。溅射出的原子，其膜的

13、生成速度取决于溅 射率和轰击氩气的流速，一般它比真空热蒸镀和离子镀的速度小得多，为2砂10000Amin，而热蒸镀和离子镀的沉积速度为10 250000 Amin。3.几种光学薄膜的光学特性（1）单层介质膜的光学特性设入射光的振幅为1 （图8.2-4），在no至气界面上反射所形成的反射光1的振幅为r 01，而透射光为，该光再经nn界面的反射及由ni至n界面的透射而形成的反射光 2，其振幅显然是t r t，一样可得其它各反射光3、4、m的振幅别离为。九仔10、0112103 2m 3 m-1 .一 一.、一- 一 .一 . 、 一 . 一.、一 一 01 10 12 10 01 10 12 10

14、等。另外将反射光1与2相较知，任意两相邻反射光由于光程差引 发的位相差为：5 =乎 n d cos 00其中：入为光在真空中的波长，。为折射角。由于各光波是相干的，它们叠加后的合振幅为（8.2-7）r = r +1 t r e-i5 +1 t r3 r e-i25 +1 t r3 r2 e-i35 +0101 10 1201 10 12 1001 10 12 10+ t t r m-1r m-2e -i （m-1）5 + , , = r + 01_101201 10 1210011 一 r r e-s（8.2-8）t t = 1 一 r 2 = 1 一 r 2 = 1 + r r由于 01 1

15、0100101 10r + r e -i51 + r r e -花单层膜的反射率为（8.2-9）r r2 + r2 +2r r cos51 + r2r2 + 2r r cos5将相应的菲涅尔系数代入上式（8.2-10）则单层膜的反射率又可写成/ 、一 5（n 一 n ）2 cos2 +R =/ 、一 5（n + n ）2 cos2 +f nnn（n n ）+ nn 1I n1一 n172 .sin2 22 . 5sin 2 2（8.2-11）下面来肯定反射率为极值时的光学厚度H=n1d1O竺=0 丑=卢石化=0）令刁丹 ，可求适当CS 1时，有极值。当k为奇数（在正入射）时，即H值是下列数值中

16、的任何一个:人3人5人H =苛，R如果 n nmins10R如果 nmaxs10当k为偶数（在正入射）时，即H值是下列数值中的任何一个:n (n- n)2R如果n n nR = 0= max10、n+ nIIR如果n n、0 smins 10(8.2-12)(8.2-13)和所镀膜的折射率无关。图8.2-弟左介质膜的反射宰.与光学厚度的泌系单层介质膜的反射率随其光学厚度的 转变关系见图8.2-5。（2）增透膜的光学特性由单层介质膜的光学特性可知，若所 镀膜层折射率n小于基底折射率n，则 当膜层光学厚度为人M奇数倍时，反射率 在给定波长入处有极小值，即透射率极 大，且知足式（08.2-12），可

17、藉此做增透膜。 如在冕牌玻璃（七=1.52）上镀一层光学 厚度为人/4的MgF2 （n1=1.38 ）膜，则 中心波长（给定波长 ）处反射率从4.2% 降为1.3%，整个可见区的平均反射率为 1.5%。增透膜在照相、电视、电影摄影镜头 等复杂的光学系统中有着重要的应用。它 可以降低系统光能量损失，提高成像的亮 度及像的衬度。单层增透膜的出现，在历 史上是一个重大的进展，至今仍普遍地用来知足一些简单的应用。单层增透膜一般是指光学厚度为人M的情形，因为计算表明它在可见光区的平均透过率是最高的。但它还存在两个重要缺点：一是剩余反射率仍显高，二是 色彩的中性受到破坏，使仪器不能作出良好的色彩还原。这两

18、种缺点综合作用，就可使像面 上产生彩斑幻象。可用双层V形增透膜来减少剩余反射率。对于单层氟化镁膜，冕牌玻璃的折射率ns是 太低了。为此可先镀一层人/4的高折射率膜（折射率为n2），这时薄膜和基片的组合系统 0可以用一折射率为7 = n；,ns的假想基片来等价，基片的折射率好象从n提高到nn，然 后镀上一层人挪氟化镁膜层就可以减少剩余反射率，提高增透效果。例如对于折射率为 1.52的基片0先沉积一层折射率为1.7、厚度为山4的一氧化硅膜层，这时 Y = 1.703/1.52 = 1.90甘心十.,.，相当于基片的折射率从1.52提高到1.9。因此，由式 （8.2-12）得在入。处Rmin=，恰好

19、知足理想减反条件。但由于对于偏离、的波长，不能 F =叩上i1叩用 2 J等价，也不能知足干与相消的条件，故分光曲线呈v形，如图8.2-6中的b、 b曲线，可看出仍存在色彩的不平衡现象。可用双层可形增透膜（如图8.2-6曲线c）、 三层增透膜和多层增透膜来进一步改良。图&2F儿神增透膜反射分光曲线5 400 A心单房 气，可用n表示。若此时上述组合系统SHA （S代表H基片，H代表高折射率膜层，）材料，组成新的系统SHLHA， 则由图8.2-7分析知，在界面一、二、3、4处的反射光I】、 人人3人3注 oo o 0-I、I、I与入射光I的光程不同离为2、2、2、2， 可见31 ： I、I、I都

20、是同位相的，它们彼此干与的结果使 得该系统反射率增加。这很容易推行到多层反射膜系，若用 m表示LH的组数，则对于多层介质高反膜系统SH（LH）m图8.2-7三层反射膜系界面的反射2raA可以用一折射率为 长入。处的反射率极大值为:略（组合导纳）的假想基片来等价。在正入射时，中心波1 一 (n / n )2m (n2 / n )1 + (n / n )2m (n2 / n )H L H s(8.2-14)式中:则nH/nL比值愈大，或层数愈多，则反射率愈高。若是（n / n ）2m - （2 / n ） 1、2mnsn 2H2 m n.s(8.2-16)n 2倍。理论上只H1030 和 7090

21、110 130 IbO 170fe 8.2-3 ZrO +SiO反射膜理论反E林率（n =1.9C.n =1.46)层数1352729111315H17L19212325反射率16.636.555.870.981.788.793.295.897.698.699.299.599.7可见，当膜系的反射率很高时，额外加镀两层将使膜系的透射率缩小要增加膜系的层数，R可无穷趋于1。但由于膜层中的吸收、散射损失，当膜系抵达必然层 数时，继续加镀两层并非能提高其反射率。表8.2-3为ZrO + SiO反射膜的理论反射 率，图8.2-8为多层介质膜反射率与位相关系曲线。22位相($)5000nooebo eo

22、o iso ioo 3000波险Em）图8.2-8反射率R与位相占关系曲线WH = 2. 3, = 1. 3S, n. = L 界，入射角中=Q（4）金属反射膜的光学特性镀制金属反射膜常常利用的材料有Al.Ag.Au等，它们的分光反射率曲线如图 8.2-9。铝金属膜是从紫外到红外都有很高反射率的唯一材料，同时铝金属膜表面在大气中 能生成一层薄的氧化铝（Al O ）膜，所以比较牢固稳定。鉴于此，铝金属膜的应用超级 普遍。2 30.2 0.3 （U23 4 5 6 7 H 明。呻）图 8.2-9 淀枳的和Ag新鲜膜反射率分光曲线由于多数金属膜都比较软，容易损坏，所以常在金属膜外面加一层保护膜，这样

23、既能改 良膜层强度，又能保护金属膜不受大气侵蚀。最常常利用的铝金属膜的保护膜是一氧化硅或 氧化铝。氧化铝可用电子束热蒸镀，或对铝膜进行阳极氧化来制备。经阳极氧化保护的铝镜， 机械强度超级好。有的塑料、陶瓷、金属、纸张等，在基底上涂上涂料形成底层（增加滑腻性、附着力），镀上A1后再加涂料保护（如金银丝、香烟纸、印刷烫金等）。4. 薄膜的厚度监控对于多层膜系的制备，除选择适当的材料和蒸发工艺及保证膜层的均匀性之外，主要的 问题就是每一膜层厚度的精准监控。对于光学薄膜，其光学特性与材料的折射率有直接关系， 故光学厚度比几何厚度有着更重要的意义，监控膜厚的方式很多，有电阻法、称量法、晶体 振荡法和光电

24、法。1. 光源2. 聚光锐3钺瞬片4反射僚5. 聚光镜6. 光栏7. 单色伐8. 光电倍增管3. 高压电源10.检流计19108.3-10光电注膜厚监控装罟晶体振荡法是利用晶体（如石英）振动的固有频率随着在它上面淀积的膜厚而转变，在 必然范围内具有线性关系。按照这个原理可以用测 定晶体固有频率的办法来监测薄膜厚度。晶体振荡 法虽然能较精准地控制膜层几何厚度，但由于不能 反映出光学厚度的情况，本实验不采用。本实验采 用光电法中的直接测量薄膜透过率或反射率的极值 的所谓极值控制法，其原理图见图8.2-10。利用光 电接受元件（光电倍增管）接受薄膜透射光，由于 干与现象，所接受到的光强与薄膜的光学厚

25、度有固 定的依赖关系，所以就可以从光电元件上的光电流 转变来监控薄膜厚度。为了使控制精准，它必需要 求光源稳定，接受器放大器稳定性好，灵敏度高， 若采用He-Ne稳频的激光作光源会取得更好的效 果。另外，加大转变信号量程，也可提高控制灵敏 度。设控制波长为入，五层膜厚均为入透射率是减小的：检流计光标应向光电流减小方向移动至一极小值；在蒸发第二层低折射率 层时，由于反射率是减小的，透射率是增加的，检流计光标应向光电流增加方向移动至一极 大值；直至第五层。需要说明的是，在镀制入/4单层MgF增透膜时，由于透射率提高的程度有限，检 流计光标转变不明显，可采用自测反射像颜色的方式来监控。即镀膜时，持一

26、参考光源垂直 照射被镀基片，若基片为一透镜，则可在透镜中清楚的看见光源的两个反射像。设监控波长本实验中蒸镀单层介质膜及五层介质高反膜都 可采用此法。现以五层介质高反膜为例来具体说明。 /4。在蒸发第一层高折射率层时，由于反射率是增加的，0 - 5500气按照透射反射的互补性，当其中一个反射像的颜色变至紫红（5500 A的补 色）时，便宣告增透膜镀制完毕。在光电法中还有振动狭缝法、双色法等。这里就不一一介绍了，可参阅有关论著。5. 光学薄膜特性的测量光学薄膜特性的测量是薄膜技术发展中超级重要的内容，这些特性的测量包括光学常数 （折射率、消光系数）及厚度，光学性质（透射率、反射率、吸收和散射）和理

27、化特性（附 着力、机械强度、应力和化学成份等】具体的测量方式有光度法、布儒斯特角法、波导法、 椭圆偏振法等。所谓光度法既是通过测量样品的透射率和反射率，通过简单的计算求出光学 常数的办法，这种方式虽然精度受到限制，但由于简单易行而被普遍采用。本实验即要求采 用此法测量ZnS薄膜的折射率及其膜厚。（1）测量原理假定在所考虑的波段内，膜料折射率没有色散，没有吸收。在式（8.2-11）中，令人 ， 易求得在垂直入射的情况下，当光学厚度为那4奇数倍的那些波长上，其反射率有极大值， 且知足： n n - n2 2 R = max I n n + n 2 J0 s 1 7式中：气为膜层折射率，ns为基片折

28、射率，n为空气折射率。由上式可得，(1+ .曹)n nC i-：Rsmax(8.2-18)由于用分光光度计可直接测定Tmin，故Rmax = 1-Tmin于是气可表示为:+2)2T -1 /min(8.2-19)而相邻的反射率极大（即透射率极小）所对应的波长入、入知足:n d = (2m +1) = (2m + 3) 得d = n人)12n0-少(8.2-21)图8.2-11为ZnS薄膜反射率分光特性曲线。4。5 0006 0007 000 叙跖图8.2-11 WnS薄膜光谱反射率分光曲线（2）测量方式光学薄膜透射率的测量常采用分光光度计，本实验采用7 30UV紫外可见分光光度计进 行测量，该

29、分光光度计包括：光源部份、分光系统（色散系统）光度计部份（改变光强度） 和检测记录系统等。该分光光度计可进行双光束扫描测量，即一束光透过测试片（测量光束）， 另一束不透过测试片（参考光束），这两个光束交替进入分光系统，然后由探测器接受。该 两束光强由接收器转换成相同形状的电信号后通过检波，将参考电信号和测量电信号分开进 行放大比较，最后把比率按波长用记录器记录下来，即可取得透射率分光曲线。影响光学薄膜透射率测量的因素很多，主要有光源的稳定性、分光系统的杂散光、测试 片的平行度和记录误差等。高真空镀膜机及内部结构图实验仪器1. 高真空电阻热蒸镀法镀膜机（见图8.2-12）。2. 单色仪。3. 光

30、电倍增管。4. 高压电源。5. 检流计。6. 紫外、可见光分光光度计。实验内容1. 基片清洗（做单层MgF增透膜实验时，基片为一透镜）。先用水清洗基片尘埃，再用 中性洗剂刷洗，然后用纯水洗净，并用酒精乙醚擦洗干净。2. 打开镀膜机总电源。3. 将低阀拉出（图8.2-12中“抽钟罩”状态）开磁力充气阀对钟罩充气，充气完毕后 关充气阀，升钟罩。4. 装好蒸发源、蒸发物膜料和基片。单层MgF增透膜为必做实验，蒸发源为钼舟，膜 料为晶体块状；单层ZnS介质膜、多层（五层）介质高反膜及金属Al反射膜为选修实验， 前二者蒸发源采用钼舟，后者采用丝状钨蒸发源。5. 合上钟罩，开机械泵，对镀膜室抽气35分钟（

31、此时对镀膜室抽气是为了使镀膜室 具有必然的低真空，使得低阀能够推入）。6. 将低阀推入（图8.2-12中“抽系统”状态），此机会械泵对扩散泵抽气。7. 约15分钟后，接通扩散泵冷却水和扩散泵加热电炉电源，对油扩散泵预热，此时将 低阀拉出至“抽钟罩”状态，机械泵对镀膜室抽气。8. 接通“离子轰击”（102 0分钟后关闭）、“基片烘烤”（镀金属Al时要采用冷基 片镀膜，不能进行“基片烘烤”），打开热偶真空计进行低真空测量（先接通真空计电源，然 后调节加热电流，再进行测量）。9. 扩散泵预热4 5分钟后（此时镀膜室中真空度应已达到1 0-2Torr），将低阀推入 至“抽系统”状态，开高阀，对真空室进

32、行高真空抽气。此时应已关闭“离子轰击”。10. 待热偶真空计读数满量程后，关闭热偶真空计，打开电离真空计进行测量（先调节 发射电流值为5 mA，然后通过调零、满刻度校准后即可进行测量）。11. 当真空室的真空度达到1 0-5Torr即可进行热蒸镀。首先关闭电离真空计，然后 接通电极冷却水，再缓慢加大蒸发电流（至蒸发源微红）进行预熔，然后启动“转动装置。” 继续加大蒸发电流至蒸发源赤红，移开转动挡板，即开始镀膜。同时对膜厚进行监控（镀制 单层MgF增透膜时，持一参考光源从钟罩顶端的玻璃窗中垂直照射被镀基片，若基片为 一透镜，则可在透镜中看见光源的两个反射像。当其中一个反射像的颜色变至紫红时，镀膜

33、 完毕；若镀制ZnS单层膜或五层介质高反膜，则要开启参考光源、光电灵敏检流计、光电 倍增管高压电源进行膜厚监控）。镀膜结束时，迅速将转动挡板挡上，蒸发电流回零。关“烘 烤”和“转动”。13. 被镀工件须在真空状态下搁置一段时间。待工件冷却后，关高阀，切断扩散泵加热 电源，将低阀拉出（图8.2-12中“抽钟罩”状态），关机械泵（此时电磁阀会自动切断管路 并对泵内灌入大气）。打开充气阀对钟罩充气后，升钟罩，钟罩打开后掏出工件进行观察。 也可利用7 3 0 UV紫外可见光光度计测出膜的透过率极小值所对应的波长，进而利用公式 算出膜的折射率和厚度。14. 合上钟罩，关掉总电源。待扩散泵泵体冷却后切断冷

34、却水。（也可在合上钟罩后，打 开机械泵，将钟罩内抽至必然真空，待扩散泵泵体冷却后，将低阀推入至“抽系统”状态， 关掉机械泵，关掉总电源，切断冷却水。）注意事项1. 预习时必需认真阅读有关仪器的利用说明，要按照工作原理理解仪器操作规程中前后 操作步骤的关系。2. 实验中如碰到突然停电，要当即关掉高阀，低阀拉出。关掉真空计（避免从头来电后， 电离真空计会自动开启，烧坏规管），但油扩散泵冷却水不能关；待来电后从头按操作规 则利用。3. 注意阴极电离真空计的开启时间，以避免规管烧坏。预习思考题1. 理解真空镀膜机中几个阀门的作用并掌握其抽气规程。2. 热偶规管和电离规管的工作原理是什么?它们的量程范围是多少?实验问答题1. 真空镀膜有何特点和要求？2. 分析真空度的高低对膜层质量有何影响？3. 监控单层MgF2增透膜，ZnS介质膜和五层介质高反膜的依据别离是什么?选择题1. 若蒸发源到被镀基片的距离为50cm,则镀膜时钟罩内的压强应至少低于（）a.10-4Torrb.10-3Torr2. 蒸镀MgF2增透膜时，蒸发源采用（）a.丝状蒸发源b.舟状蒸发源3. 用热蒸镀法蒸镀金属时（）a. 一般采用冷基片b.需将基片加热到150 0C4. 离子轰击的作用是（）a.清洁镀件b.去除蒸发材料中的杂质5. 假若监控波长为5500A，单层MgFs2增透膜的厚度为（）a. 1375Ab. 996A