[發(fā)明專利]一種光學(xué)薄膜沉積掃描控制方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610272054.2
• 申請(qǐng)日: 2016-04-28
• 公開（公告）號(hào): CN105714252B
• 公開（公告）日: 2018-09-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王震;張清華;吳倩;羅晉;衛(wèi)耀偉;潘峰;唐明;劉志超;鄭軼;李樹剛;張哲;歐陽升;湯鵬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國工程物理研究院激光聚變研究中心
• 主分類號(hào): C23C14/30
• 分類號(hào): C23C14/30;C23C14/54
• 代理公司: 北京超凡志成知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11371
• 代理人: 吳開磊

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光學(xué)薄膜沉積掃描控制方法及系統(tǒng)，屬于光學(xué)薄膜沉積掃描控制技術(shù)領(lǐng)域。所述方法包括：光電探測器將采集到的預(yù)設(shè)掃描區(qū)域內(nèi)鍍膜材料在電子束光斑掃描下熔化或升華時(shí)發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的電信號(hào)優(yōu)化電子束鍍膜設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束光斑在坩堝內(nèi)的掃描軌跡；電子束鍍膜設(shè)備控制電子束光斑在坩堝內(nèi)以優(yōu)化后的掃描軌跡掃描鍍膜材料，以使鍍膜材料蒸發(fā)或升華并沉積在待鍍?cè)砻妗１景l(fā)明實(shí)施例有效地提高了鍍膜材料蒸發(fā)速度的穩(wěn)定性以及掃描完成后鍍膜材料的表面平整度，相對(duì)于現(xiàn)有的經(jīng)驗(yàn)式優(yōu)化調(diào)整方法，可控性更好、效率更高。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及光學(xué)薄膜沉積掃描控制技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種光學(xué)薄膜沉積掃描控制方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)

在光學(xué)薄膜沉積精密掃描控制工藝研究領(lǐng)域，光學(xué)元件的鍍膜質(zhì)量對(duì)激光裝置的運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用。成膜質(zhì)量的優(yōu)劣很大程度上取決于薄膜蒸發(fā)穩(wěn)定性的控制精度。蒸發(fā)穩(wěn)定性對(duì)薄膜質(zhì)量造成的影響主要包括宏觀和微觀兩個(gè)方面。宏觀上主要影響：蒸發(fā)氣氛分布(即膜厚均勻性)；Tooling值(即中心波長漂移)；膜厚控制精度(即膜系效果)。綜合反映為薄膜的光譜指標(biāo)。微觀方面主要影響薄膜微結(jié)構(gòu)，如晶格缺失、空位、孔隙大小、孔隙率、節(jié)瘤缺陷等。綜合反映為薄膜的抗損傷閾值。因此，為了提高光學(xué)薄膜的沉積質(zhì)量，提高鍍膜材料蒸發(fā)速率的穩(wěn)定性顯得尤為重要。

現(xiàn)有的電子束鍍膜掃描控制技術(shù)中，通常采用經(jīng)驗(yàn)性調(diào)整方法對(duì)電子束的掃描參數(shù)，例如掃描路徑進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，以提高鍍膜材料蒸發(fā)速率的穩(wěn)定性。然而，經(jīng)驗(yàn)性調(diào)整方法存在著優(yōu)化過程不可控，優(yōu)化效果因人而異，優(yōu)化時(shí)間較長，且優(yōu)化結(jié)果的再現(xiàn)性較差等問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種光學(xué)薄膜沉積掃描控制方法及系統(tǒng)，能夠有效地改善上述問題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例采用的技術(shù)方案如下：

本發(fā)明實(shí)施例提供了一種光學(xué)薄膜沉積掃描控制方法，應(yīng)用于光學(xué)薄膜沉積掃描控制系統(tǒng)。所述方法包括：光電探測器將采集到的預(yù)設(shè)掃描區(qū)域內(nèi)鍍膜材料在電子束光斑掃描下熔化或升華時(shí)發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置；數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的所述電信號(hào)優(yōu)化電子束鍍膜設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束光斑在坩堝內(nèi)的掃描軌跡；所述電子束鍍膜設(shè)備控制電子束光斑在所述坩堝內(nèi)以優(yōu)化后的掃描軌跡掃描鍍膜材料，以使所述鍍膜材料蒸發(fā)或升華并沉積在待鍍?cè)砻妗?/p>

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的所述電信號(hào)優(yōu)化電子束鍍膜設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束光斑在坩堝內(nèi)的掃描軌跡的步驟之前，所述方法還包括：所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的所述電信號(hào)發(fā)出控制指令調(diào)整所述電子槍中的磁場，校正所述電子槍發(fā)出的電子束光斑的位置；所述光電探測器將采集到的預(yù)設(shè)掃描區(qū)域內(nèi)鍍膜材料在經(jīng)過光斑位置校正后的電子束作用下熔化或升華時(shí)發(fā)出的光信號(hào)轉(zhuǎn)化為電信號(hào)發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理裝置。

進(jìn)一步地，所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的所述電信號(hào)優(yōu)化電子束鍍膜設(shè)備的電子槍發(fā)出的電子束光斑在坩堝內(nèi)的掃描軌跡的步驟，包括：所述數(shù)據(jù)處理裝置根據(jù)接收到的所述電信號(hào)得到預(yù)設(shè)掃描區(qū)域內(nèi)的鍍膜材料在所述電子束光斑掃描下產(chǎn)生的光信號(hào)的能量分布；根據(jù)所述光信號(hào)的能量分布設(shè)置掃描圖形，其中，所述掃描圖形包括多個(gè)掃描點(diǎn)，設(shè)置每一個(gè)所述掃描點(diǎn)的光斑駐留時(shí)間；根據(jù)所述掃描圖形以及預(yù)設(shè)的電子束光斑掃描位置模型得到預(yù)設(shè)掃描周期內(nèi)所述電子束光斑在所述坩堝內(nèi)的掃描軌跡；根據(jù)所述預(yù)設(shè)掃描周期內(nèi)所述電子束光斑在所述坩堝內(nèi)的掃描軌跡調(diào)整所述掃描圖形以得到優(yōu)化后的掃描軌跡。

進(jìn)一步地，所述電子束光斑掃描位置模型為：

其中，R為電子束掃描直線段的長度，ΔS為當(dāng)前時(shí)刻電子束光斑掃描軌跡的長度，k為正整數(shù)，T為電子束掃描周期，ω為所述坩鍋轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。