大口徑光學(xué)元件表面鍍膜技術(shù)
隨著以空間相機(jī)為代表的光學(xué)成像系統(tǒng)的分辨率要求越來(lái)越高，其光學(xué)元件的口徑也越來(lái)越大，發(fā)展大口徑光學(xué)元件表面鍍膜技術(shù)變得越來(lái)越迫切。大口徑光學(xué)元件表面鍍膜與通常的光學(xué)鍍膜相比有很多特殊之處，需要有針對(duì)性的專門(mén)開(kāi)展研究。
首先，為保證大口徑光學(xué)元件的面形精度，避免不必要的風(fēng)險(xiǎn)，鍍膜過(guò)程中必須將基底溫度控制在較低的水平。但是，很多光學(xué)系統(tǒng)中的大口徑光學(xué)元件是直接暴露在外部環(huán)境中的，如保護(hù)窗口、主、次反射鏡等。因此這些元件的膜層需要有良好的耐環(huán)境性能。在傳統(tǒng)的鍍膜工藝中，為提高膜層的耐環(huán)境特性，通常需要將基底加溫到200~300℃，可是這恰恰與大口徑光學(xué)元件鍍膜的基本要求之一——控制溫度，防止面形發(fā)生變化——相矛盾。而低溫成膜又會(huì)帶來(lái)膜層殘余應(yīng)力大的問(wèn)題，較大的殘余應(yīng)力會(huì)增加光學(xué)元件發(fā)生面形變化的可能性。因此，發(fā)展常溫成膜技術(shù)，在較低的溫度下得到低應(yīng)力、具有優(yōu)良環(huán)境適應(yīng)性的光學(xué)薄膜是大口徑光學(xué)元件表面鍍膜技術(shù)的重要研究目標(biāo)之一。
其次，在進(jìn)行大口徑光學(xué)元件鍍膜時(shí)，鍍膜均勻性的控制變得更加復(fù)雜。以等離子體輔助電子束蒸發(fā)鍍膜為例，當(dāng)光學(xué)元件口徑超過(guò)1500mm時(shí)，由于離子源工作的要求，鍍膜時(shí)的真空度在1×10-2Pa左右，此時(shí)蒸發(fā)距離與氣體分子的平均自由程相當(dāng)，傳統(tǒng)鍍膜均勻性理論的假設(shè)條件不再成立。若再考慮到離子源的束流密度均勻性問(wèn)題，則需要重新建立更復(fù)雜的模型并以實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證。
再次，大口徑光學(xué)元件鍍膜前的基片清洗、擦拭，以及裝夾、翻轉(zhuǎn)等過(guò)程，都必須要認(rèn)真研究，防止大口徑光學(xué)元件在上述過(guò)程中發(fā)生面形改變。