¿Qué es el recubrimiento de pulverización iónica para lentes ópticas?
Este número continuará presentando otro método de recubrimiento de lentes ópticas: la pulverización catódica de iones. En la tecnología de recubrimiento, la pulverización catódica se refiere a la eliminación de partículas de un objetivo sólido, para lo cual se generan iones de alta energía en un plasma en el vacío y se aceleran en la dirección del objetivo mediante un campo eléctrico externo. Los iones chocan con los átomos objetivo y forman una cascada de colisiones. Si se excede la energía mínima de aproximadamente 20 eV, se elimina el material objetivo. Algunas partículas abandonan el objetivo y se mueven hacia el sustrato, donde se depositan como una capa delgada.
El uso de este proceso de recubrimiento de lentes ópticas es adecuado para una amplia gama de longitudes de onda ópticas y se puede dividir en diferentes tipos, que se distinguen principalmente por la fuente de iones utilizada, que se divide en pulverización catódica de plasma y haz de iones. Hay dos tipos de chisporroteo.
SPuttering por plasma
El sputtering por plasma incluye una variedad de procesos de recubrimiento de lentes ópticas, como el sputtering con magnetrón, CC y RF. La característica común de estos procesos es la recuperación de iones a través de una descarga de gas, aplicando un voltaje e introduciendo un gas inerte (generalmente argón) para encender el plasma, liberando así iones que golpean el objetivo con alta energía cinética, disolviendo el objetivo de pulverización. los átomos del material de la superficie.
La pulverización catódica con magnetrones utiliza un campo magnético para forzar a los electrones cercanos al objetivo a moverse en un movimiento espiral a lo largo de la superficie del objetivo. Este proceso se puede utilizar para producir recubrimientos ópticos que sean duros y mecánicamente resistentes.
La pulverización catódica de CC se realiza aplicando un voltaje de CC, donde el objetivo forma el electrodo negativo y el sustrato forma el electrodo cargado positivamente. Los iones positivos (argón) del plasma golpean el objetivo y disuelven los átomos del objetivo a través de cascadas de choque, que se depositan sobre el sustrato.
La pulverización catódica de RF es un campo alterno de alta frecuencia que acelera alternativamente los iones (argón) y los electrones del plasma en dos direcciones. En un plasma, los electrones de alta energía alcanzan la superficie libre más rápido que los iones. Esto significa que cada superficie está cargada negativamente con respecto al plasma y, por lo tanto, es auto-sesgada. En este método, los iones de argón también se aceleran hasta un objetivo sólido (cátodo) y eliminan átomos. Como no es necesario liberar la carga positiva, se pueden atomizar materiales no conductores.
SPuttering por haz de iones
La pulverización catódica por haz de iones (IBS) se utiliza principalmente para capas densas de baja reflexión. IBS utiliza diferentes fuentes de iones separadas del objetivo y del sustrato. Los iones monoenergéticos pesados (por ejemplo, 40AR) se generan, enfocan y disparan verticalmente hacia el objetivo, atomizándose a energías típicamente entre 5 y 20 keV. Los iones golpean la superficie objetivo, provocando la pulverización de los átomos objetivo, que se condensan en una capa densa sobre el sustrato. El espesor de película alcanzable sobre el sustrato depende del flujo de iones, la distancia entre el sustrato y el objetivo, el ángulo entre el soporte y la superficie del objetivo y el tiempo de atomización.
El proceso de recubrimiento IBS es técnicamente más complejo y, por lo tanto, más costoso que la pulverización catódica MS y es adecuado principalmente para sistemas de recubrimiento seleccionados y extremadamente exigentes.