由于工艺简单
、价格低廉
,传统的电子束和热蒸发被广泛地应用于光学薄膜的生产
。热蒸发通常适用于熔点低于1500Deg的膜料
,采用W \Ta\Mo\Nb\Fe\Ni\Pt\Cu等材料做为蒸发源材料
,将膜料放置于蒸发源材料之上
,加热
,使其原子或分子从表面气化溢出
,形成蒸汽流
,入射到基片表面
,凝结成固态薄膜
。电子束蒸发的原理为热电子由灯丝发射后
,被加速阳极加速
,获得动能轰击到处于阳极的蒸发材料上
,使蒸发材料加热气化
,而实现蒸发镀膜
。
电子束蒸发能获得远比电阻加热源更大的能量密度
,从而蒸发高熔点的材料
;膜料置于水冷铜坩埚内
,可避免容器材料的蒸发
,以及容器材料与镀料之间的反应
,提高镀膜的纯度
;热量直接作用在蒸发材料表面
,热效率高
,热传导和热辐射的损失小。
相对其它类型的镀膜方式
,电子束和热蒸发加工过程的蒸发膜料动能相对较低
,生成的介质膜层会呈现多孔
,密度较低
,呈柱状结构
。一方面
,由于膜层呈现多孔
,从而带来吸收水汽
,改变膜层的折射率
;由于储存环境或使用环境的温湿度会带来膜层光谱曲线的变化
。另一方面
,低密度的结构在某种程度降低了膜层的机械性能
。往往通过加热基板至几百度的高温来消除这个不良影响
,但并不能完全消除
。通过加热的工艺也限制了基板的种类并且在膜层中引入了热应力
。
当对成本有所考量并对膜层可靠性要求不高时
,往往会考虑电子束和热蒸发工艺
。热蒸发工艺的另一个优点在于可选择的蒸发材料范围广
,从金属材料到半导体材料
,到介质材料
;从氟化物到氧化物等都可以使用
。