郭晓川 杭凌侠*
(西安工业大学 陕西省薄膜技术与光学检测重点实验室,陕西西安710032)
光学薄膜的表面粗糙度是影响薄膜质量的重要因素之一,其产生的散射损耗对薄膜的质量具有举足轻重的作用,特别是对于高功率激光系统和激光陀螺系统中应用的光学薄膜。本文分别采用UBMS(非平衡磁控溅射技术)和PVAD(脉冲电弧离子镀)工艺沉积无氢DLC薄膜,研究了不同工艺参数、不同薄膜厚度下所沉积的DLC薄膜的表面粗糙度变化。
DLC薄膜表面粗糙度和基底表面粗糙度的测量用的是英国泰勒-霍普森有限公司生产的TalySurf CCI非接触式粗糙度检测仪。其垂直最佳分辨率为0.1Å,测试范围为0.8mm×0.8mm,其测试结果用了3个点测量值的平均值,并且在测量过程中避免了较明显的缺陷的影响。
结果表明,在UBMS技术下,靶电流在0.5-1.1A,励磁电流在30-70A变化范围内,薄膜表面粗糙度变化不显著;真空度在0.4-0.8Pa范围内变化时,DLC薄膜表面均方根粗糙度变化显著(图1),变化范围:0.8886-1.6104nm;
在PVAD技术下,主回路电压在200-280V范围内变化,薄膜表面粗糙度变化不显著;脉冲频率在1-5Hz范围内变化时,DLC薄膜表面均方根粗糙度变化显著(图2),变化范围:1.0407-1.5458nm;两种沉积技术下,随着DLC薄膜厚度的增加,其表面均方根粗糙度变化趋势均为:先减小后增大。这些研究对于高质量光学薄膜的工艺研究具有非常重要的指导意义。