[发明专利]渐变反射率镜的镀膜装置及镀膜方法

说明书

技术领域

本发明涉及镀膜，特别是一种用于箱式电子枪蒸发镀膜机的镀制渐变反射率镜的镀膜装置及镀膜方法。

背景技术

箱式电子枪蒸发镀膜机是常用的光学镀膜设备。该设备主要由三大部分组成：真空系统、热蒸发系统、膜层厚度控制系统。镀膜过程是在真空室内进行的。图1是真空室的结构图。真空室内包括电子束蒸发源1、挡板2、夹具安装架3、烘烤电阻丝4、监控片旋转盘5。其中电子束蒸发源1由电子枪和坩埚组成，电子枪发出的电子流被加速打到坩埚里，对坩埚里的膜料进行加热，从而蒸发出膜料粒子。夹具安装架3可以安装球面拱形夹具，球面拱形夹具可以放置需要镀膜的基片。

在镀膜前，要让真空系统把真空室抽到一定的真空度，利用烘烤电阻丝4对真空室以及基片进行加热；旋转夹具安装架3；把监控片旋转盘5调到适当的位置。镀膜过程中，打开电子枪蒸发源1对膜料加热以蒸发出膜料粒子。打开挡板2，膜料粒子沉积到基片上；当沉积了一定厚度的膜层后，关闭挡板2，关闭电子束蒸发源1。这就镀完了一层膜。把坩埚调整到另一位置，然后重复上述的步骤，以镀制另外一种材料的膜层。镀膜完毕后，待温度冷却后取出。这种常规的镀膜方法和设备镀制出膜层厚度均匀，因此表面各处光学性质相同。

如果镀制出的膜片在径向上的反射率是渐变的，则这种膜片就叫做渐变反射率镜。一般要求反射率在沿着径向上具有高斯曲线分布或超高斯曲线分布，因此渐变反射率镜又常被称为高斯镜，或超高斯镜。高斯镜，或超高斯镜的制作，要求某些膜层或者全部膜层具有渐变的厚度变化，通常可以使一层厚度变化的膜层夹在其他膜层中间。厚度变化层的镀制需要使用具有特定形状的挡板，这是常规的镀膜机做不到的。高斯镜，或超高斯镜主要用作非稳定腔激光器的输出耦合器，以改善输出光束质量，还具有较大的模体积和较高的模式分辨率的优点。

发明内容

本发明的目的是要提出一种用于电子枪蒸发镀膜机的镀制渐变反射率镜的镀膜装置及镀膜方法。该装置应具有结构简单、紧凑、操作容易的特点，可以在同一个真空环境下镀制出符合要求的渐变反射率镜，不需要重复抽真空。

本发明的技术解决方案如下：

一种用于电子枪蒸发镀膜机的镀制渐变反射率镜的镀膜装置，包括安装架，其特征在于该安装架与一水平基板固定相连，在该基板之上通过支撑杆连接一水平电机安装板，该电机安装板上设有第一步进电机和第二步进电机，所述的第一步进电机和第二步进电机通过第一弹性联轴器和第二弹性联轴器分别与挡板安装盘旋转轴和基片旋转轴连接，所述的基片旋转轴和挡板安装盘旋转轴通过轴承分别安装在所述的基板上，所述的基片旋转轴和挡板安装盘旋转轴的下端分别与夹具支架和挡板安装盘连接，所述的夹具支架与供待镀膜的基片放置的基片夹具连接，所述的挡板安装盘设置了尺寸相同的第一圆孔和第二圆孔，第一圆孔用于安装镀制变化厚度层的挡板，第二圆孔不安装挡板，所述的挡板安装盘的边缘上还设置了第一小圆孔和第二小圆孔，所述的第一小圆孔与第一圆孔的圆心在该挡板安装盘的同一直径上，第二小圆孔的圆心和第二圆孔的圆心在该挡板安装盘的另一直径上，而且该两直径相互垂直；

所述的基板的下方的一侧固定一侧板，所述的侧板的内侧安装一光电开关支架，所述的光电开关支架上安装一凹槽式光电开关，当所述的挡板安装盘被第一步进电机驱动旋转时，所述的第一小圆孔和第二小圆孔旋转至所述的光电开关的凹槽时，所述的光电开关将发出定位信号，通过控制器使所述的挡板安装盘定位不动；

所述的镀制变化厚度层的挡板的通孔具有特定的形状，由所镀制的渐变反射率镜设计决定；

所述的第二步进电机和第一步进电机通过真空室内的信号接口与室外的步进电机驱动器连接，该步进电机驱动器与控制器相连，所述的光电开关与控制器连接。

所述的安装架的结构与现有夹具安装架相同。

利用上述的渐变反射率镜的镀膜装置进行镀膜的方法，包括下列步骤：

①按常规利用计算机程序设计并制作所述的镀制变化厚度层的挡板；

②将所述的挡板放置在所述的挡板安装盘的第一圆孔中，所述的待镀膜基片置于所述的基片夹具里，将所述的渐变反射率镜的镀膜装置的安装架安装在所述的电子枪蒸发镀膜机的真空室的夹具安装架的位置；

③启动所述的步进电机驱动器和控制器的电源，通过控制器控制所述的步进电机驱动器，驱动第一步进电机，使挡板安装盘的第二圆孔转至所述的待镀膜基片的正下方，这时所述的光电开关通过所述的第二小圆孔发出定位信号，令所述的挡板安装盘定位不动，关闭真空室门并开始抽真空；